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對于嵌入式軟硬件實現(xiàn)的工程功能，往往需要分布到多個零部件實現(xiàn)以滿足工程需求，因此合理的功能分配設(shè)計尤為關(guān)鍵。從實現(xiàn)角度而言，需要從邏輯、物理和機械布置層面進行平衡。嵌入式系統(tǒng)和外界交互需要一定形式的通用設(shè)備接口，如A/D、D/A、I/O等，外設(shè)通過和片外其他設(shè)備的或傳感器的連接來實現(xiàn)微處理器的輸入/輸出功能。每個外設(shè)通常都只有單一的功能，它可以在芯片外也可以內(nèi)置芯片中。外設(shè)的種類很多，可從一個簡單的串行通信設(shè)備到非常復(fù)雜的802.11無線設(shè)備。
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邏輯層面的分配，需要在保證關(guān)鍵資源、延遲、供電狀態(tài)、安全等非功能性需求前提下進行。例如：某功能的子功能被分配到某控制器，除了需要傳感器/執(zhí)行器等硬件外，控制器能否提供足夠的存儲空間、運算能力、供電狀態(tài)也同樣重要;子功能之間可通過總線、硬線進行交連，但是連接方式必須確保功能本身的實時性、可靠性。
3.3架構(gòu)整合
功能分配僅針對單個工程功能，而功能與功能、系統(tǒng)與零部件存在的關(guān)聯(lián)和由此產(chǎn)生的沖突。因此，系統(tǒng)層面上針對功能、零部件的平衡是架構(gòu)整合的基本內(nèi)容。同時。合格的架構(gòu)不僅必須滿足成本要求，還需要與開發(fā)人力、可靠性、技術(shù)風(fēng)險和可配置性進行折中。
作為分布式嵌入式系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的架構(gòu)(圖5)存在著更分布還是更集中的爭議。在更分布式的系統(tǒng)中，諸多功能盡可能按功能分布在不同的控制系統(tǒng)實現(xiàn)，系統(tǒng)的可配置性好、可靠性高但物料成本較高;在更集中的系統(tǒng)中，諸多功能盡可能按區(qū)域分布在同一的控制系統(tǒng)實現(xiàn)，系統(tǒng)的物料成本較低但可配置性差、可靠性低。在實際工程應(yīng)用中，由于不同整車系統(tǒng)、不同功能領(lǐng)域的需求差異，更分布和更集中架構(gòu)往往是折中的。
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四、總線開發(fā)
總線是指連接控制器的數(shù)字、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信系統(tǒng)，通常一條或多條總線和網(wǎng)關(guān)構(gòu)成整車網(wǎng)絡(luò)。常見的總線如CAN、LIN，以及MOST、FlexRay。
總線可被視為滿足分布式功能需要的用于數(shù)據(jù)交換的非用戶工程功能，依托節(jié)點的嵌入式軟硬件分布式實現(xiàn)的。因此，運用總線時必須考慮其資源占用、時延、可靠性、線束布局等需求;反之，這些也是總線技術(shù)升級換代的驅(qū)動力?？偩€(Bus)是計算機各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，它是由導(dǎo)線組成的傳輸線束， 按照計算機所傳輸?shù)男畔⒎N類，計算機的總線可以劃分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，分別用來傳輸數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)地址和控制信號。總線是一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它是cpu、內(nèi)存、輸入、輸出設(shè)備傳遞信息的公用通道，主機的各個部件通過總線相連接，外部設(shè)備通過相應(yīng)的接口電路再與總線相連接，從而形成了計算機硬件系統(tǒng)。在計算機系統(tǒng)中，各個部件之間傳送信息的公共通路叫總線，微型計算機是以總線結(jié)構(gòu)來連接各個功能部件的。
4.1物理層(圖6)
物理層指構(gòu)成總線硬件的線束、接插件及板級收發(fā)電路。作為硬件部分，主要的難點在于設(shè)計偏差認可和一致性保證。前者主要是存在于沿用其他總線設(shè)計的控制系統(tǒng)，硬件的設(shè)計偏差認可與否很大程度上影響了方案最終確定;后者是指批量情況下全壽命周期的性能一致性保證，為避免散差、老化造成的質(zhì)量問題。
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4.2通信層(圖7)
通信層介于物理層和應(yīng)用軟件之間，是通信協(xié)議的主體，主要包含通信策略和信號配置。
通信策略定義了通信機制的傳輸模型和時延模型，本質(zhì)上服務(wù)于功能內(nèi)部的數(shù)據(jù)交換需求，并屬于后者的抽象。例如人機類功能一般屬于開環(huán)控制類，事件觸發(fā)的傳輸模式即可滿足數(shù)據(jù)交換需要，總體時延要求在200毫秒以上。通信策略不僅可以直接作為通信層軟件開發(fā)需求，也是通過總線進行功能分配的重要參考依據(jù)。
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信號配置是與架構(gòu)設(shè)計直接相關(guān)，也是總線設(shè)計中最直觀的部分。信號配置本質(zhì)上是把信號根據(jù)協(xié)議特性和架構(gòu)需求進行組幀的過程。從邏輯角度，信號配置必須滿足架構(gòu)中的流向關(guān)系、幀裝載字長和帶寬等限制;從時序角度，分配后信號的傳輸時延應(yīng)確保滿足功能的總體時延分配。
4.3網(wǎng)絡(luò)管理
網(wǎng)絡(luò)管理主要完成啟動/停止、休眠/喚醒、錯誤處理和版本控制等功能。網(wǎng)絡(luò)管理通常包含節(jié)點管理和系統(tǒng)管理(狹義網(wǎng)絡(luò)管理)，前者限于節(jié)點本地的通訊管理，后者協(xié)調(diào)節(jié)點間的系統(tǒng)級行為。
作為解決方案，可以直接引入包含網(wǎng)絡(luò)管理算法的嵌入式軟件，進一步定義網(wǎng)絡(luò)管理策略的時間參數(shù)設(shè)定、網(wǎng)絡(luò)管理底層策略與應(yīng)用層的接口和應(yīng)用層對網(wǎng)絡(luò)管理的具體需求。網(wǎng)絡(luò)管理包括對硬件、軟件和人力的使用、綜合與協(xié)調(diào)，以便對網(wǎng)絡(luò)資源進行監(jiān)視、測試、配置、分析、評價和控制，這樣就能以合理的價格滿足網(wǎng)絡(luò)的一些需求，如實時運行性能、服務(wù)質(zhì)量等。網(wǎng)絡(luò)管理常簡稱為網(wǎng)管。網(wǎng)絡(luò)管理，是指網(wǎng)絡(luò)管理員通過網(wǎng)絡(luò)管理程序?qū)W(wǎng)絡(luò)上的資源進行集中化管理的操作，包括配置管理、性能和記賬管理、問題管理、操作管理和變化管理等。一臺設(shè)備所支持的管理程度反映了該設(shè)備的可管理性及可操作性。而交換機的管理功能是指交換機如何控制用戶訪問交換機，以及用戶對交換機的可視程度如何。通常，交換機廠商都提供管理軟件或滿足第三方管理軟件遠程管理交換機。一般的交換機滿足SNMP MIB I / MIB II統(tǒng)計管理功能。而復(fù)雜一些的交換機會增加通過內(nèi)置RMON組(mini-RMON)來支持RMON主動監(jiān)視功能。有的交換機還允許外接RMON探監(jiān)視可選端口的網(wǎng)絡(luò)狀況。
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工商網(wǎng)監(jiān)
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