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類型分類：: 科普知識

數(shù)據(jù)分類：: 輕觸開關(guān)

硬MODEM與軟MODEM之間的選擇

發(fā)布日期：2022-04-27 點(diǎn)擊率：163

想要為嵌入式應(yīng)用選出最好的調(diào)制解調(diào)器（modem）技術(shù),就得先弄清楚可用的系統(tǒng)資源和影響選擇的限制條件。一個(gè)硬modem包含一個(gè)控制器,一個(gè)DSP,數(shù)據(jù)和程序存儲器,實(shí)際上它是不消耗系統(tǒng)資源的。嵌入式系統(tǒng)的主處理器通過一個(gè)串口或并口與之通信,并且必須給其發(fā)送固定的初始化設(shè)置命令串,來控制modem和數(shù)據(jù)。modem處理器不需要主處理器或嵌入式系統(tǒng)的干預(yù),負(fù)責(zé)處理所有的調(diào)制解調(diào)函數(shù),包括均衡、回聲抵消、調(diào)制、解調(diào)、糾錯(cuò)和壓縮。modem進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)發(fā)送和數(shù)據(jù)接收。
　　相反,軟modem是通過主處理器來實(shí)現(xiàn)的。它們必須與其他的軟件并發(fā)運(yùn)行,如用戶接口、糾錯(cuò)和數(shù)據(jù)通信中的壓縮。系統(tǒng)的存儲器存儲了軟modem代碼,它必須足夠大以存儲modem和其他應(yīng)用程序的代碼,并且為使所有軟件能夠很好的運(yùn)行必須足夠快。
　　另外,一定要考慮操作系統(tǒng)的能力和局限性。許多操作系統(tǒng)非常簡單,只夠運(yùn)行已有的應(yīng)用軟件,它們很難滿足時(shí)間臨界段modem代碼和其他軟件同時(shí)運(yùn)行的多任務(wù)需求。modem代碼需要保證中斷時(shí)間和足夠的中斷時(shí)延,以保證最大處理時(shí)間。特別要用心考慮modem所需的MIPS。
　　modem代碼要執(zhí)行很多的乘法或加法運(yùn)算,一般用一個(gè)DSP,它可以在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成一次乘法或加法運(yùn)算。而一個(gè)通用處理器完成同樣的運(yùn)算大概需要3~5個(gè)時(shí)鐘周期。因此,對于modem代碼來說,30MIPS的處理器就相當(dāng)于6~10MIPS的DSP。
　　其他需要重點(diǎn)考慮的就是AT命令集和響應(yīng)代碼。Windows應(yīng)用程序需要ITU（國際電信同盟）標(biāo)準(zhǔn)V.250,但幾乎沒有嵌入式modem嚴(yán)格符合這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。硬modem帶有預(yù)定義的AT命令集,其中包括modem支持的所有特性。嵌入式軟modem通常有很少的特性,故僅有很少的AT命令集。
　　在軟modem應(yīng)用中,系統(tǒng)時(shí)鐘是臨界區(qū)。為了滿足ITU協(xié)同工作的需求,modem時(shí)鐘至少穩(wěn)定在100ppm。因此,系統(tǒng)晶振或時(shí)鐘源一定要精確到100ppm,包括初始化精度、溫度漂移、老化、負(fù)載電容的誤差。
DAA技術(shù)
　　向在軟、硬modem之間選擇一樣,直接存取配置（Direct Access Arrangement, DAA）技術(shù)的選擇是系統(tǒng)決策的關(guān)鍵。DAA影響到modem的性能、固定標(biāo)準(zhǔn)、特征集,PC板面積和成本。DAA的主要功能是將SELV（Safety Extra Low Voltage, 安全超低電壓）電路與高壓電路TNV（Telephone Network Voltage, 電信網(wǎng)絡(luò)電壓）進(jìn)行隔離。
　　硬modem通常帶有集成DAA解決方案,因此,選擇硬modem就意味著選擇了DAA技術(shù)。相反,由于軟modem沒有定制的DAA解決方案,可選擇更多DAA,靈活性更高。盡管基于DAA的變壓器可以同軟modem一起工作,但有些特性,如固態(tài)DAA包括的并行摘機(jī)狀態(tài)檢測,增加了變壓器DAA的成本,也使軟modem代碼復(fù)雜化。
如果不對硬件進(jìn)行重新設(shè)計(jì),變壓器DAA的未來升級將是困難的或不可能的。所以,用舊的、不可變的DAA限制了軟modem固有的靈活性是不可取的。
　　另一方面,耦合電容DAA在modem性能、軟件可編程支持、增強(qiáng)安全/沖擊性能和豐富的特性集合上具有很突出的優(yōu)點(diǎn)。它們體積小、成本低,適合各種速度的modem。耦合電容DAA提供了多種特性,包括呼叫者識別、摘機(jī)掛機(jī)入侵檢測、有效行檢測、以及過電流保護(hù)。耦合電容DAA的另一個(gè)特色是只需簡單的系統(tǒng)端接口器件的替換,就可以實(shí)現(xiàn)軟、硬modem互換,而行端（TNV）電路不受影響。由于大部分兼容的相關(guān)電路都在行端,所以這種設(shè)計(jì)是很合理的。
　　其他的DAA技術(shù)處在變壓器DAA和全耦合電容DAA之間。當(dāng)前的一些固態(tài)DAA產(chǎn)品采用電容加變壓器的耦合方式,這種方法比傳統(tǒng)的變壓器方法有改進(jìn),但它依然需要一個(gè)變壓器,比純電容絕緣技術(shù)需要更多的外部器件。另外,這種技術(shù)只適合于特定的modem,不支持軟modem。如果為了降低成本計(jì)劃從硬modem轉(zhuǎn)為軟modem,那么對于DAA技術(shù)的選擇就至關(guān)重要了,因?yàn)槟侵苯佑绊懙绞欠衲茼樌^渡的問題。
成本與風(fēng)險(xiǎn)
　　如果談到風(fēng)險(xiǎn)的控制,那么硬modem會更勝一籌,它們是嵌入式通信問題的一個(gè)完整的解決方案,并且有參考設(shè)計(jì)和推薦的PC板布線,它們可以被移植到任何設(shè)計(jì)中。具有代表性的就是生產(chǎn)商已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中對這些產(chǎn)品進(jìn)行了全面的測試,而且消費(fèi)者使用了數(shù)以萬計(jì)的產(chǎn)品,也就是進(jìn)行了實(shí)測。因此,生產(chǎn)商能更容易的確定并解決操作和性能方面的問題。硬modem還具有國際標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的記錄,在過去的時(shí)間里硬modem的解決方案已經(jīng)通過了認(rèn)證測試,且硬modem的應(yīng)用通過首次測試。
　　這種降低風(fēng)險(xiǎn)的代價(jià)就是讓硬modem成本略微上升,解決硬modem成本問題的最好方法就是在應(yīng)用中選用合適速度的modem,并利用現(xiàn)有的引腳兼容的芯片來應(yīng)付將來的速度的升級。另一方面,軟modem可能看起來更便宜,但在選擇軟modem之前要確定是否所有的成本都考慮進(jìn)去了。軟modem與主處理器相連接,其操作系統(tǒng)本身就是新的、大的未測試產(chǎn)品。
　　在實(shí)際中,解決modem問題越多,不支持問題的風(fēng)險(xiǎn)就越低。在選擇硬modem和軟modem的問題上,對所面臨的風(fēng)險(xiǎn)要有全面的了解,做出全面的計(jì)劃來降低風(fēng)險(xiǎn)。

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