Multi-Tech的通用IP不是要求開發人員為每個新的IP協議棧編寫新的控制代碼,而是統一應用于實現各種主要通信技術的多個調制解調器。
當TCP/IP功能時在嵌入式領域中,通常用于機器對機器(M2M)通信。在許多應用中,例如車隊跟蹤和遠程監控,互聯網連接的物理介質將是蜂窩無線網絡,但同樣一些嵌入式應用可能通過Wi-Fi或有線以太網鏈路訪問互聯網。
基于互聯網的M2M系統通常包括芯片組(基帶和收發器),其中基帶運行TCP/IP協議棧的版本;另一方面,應用程序處理器或微控制器運行軟件以通過應用程序編程接口(API)執行協議命令。
嵌入式開發人員熟悉降低材料清單成本和設計風險的壓力他們所從事的個人項目。在無線互聯網系統的情況下,這可以推動設計團隊采用使用蜂窩無線電模塊(由蜂窩芯片組,電源電路和相關外圍設備和接口組成)的架構,并實現由芯片組或模塊制造商。 (大型芯片組制造商包括Qualcomm,ST-Ericsson Wireless和MediaTek。模塊制造商包括Cinterion和Sierra Wireless。)
在單個項目層面進行檢查時,這種設計方法似乎有意義,但這與嵌入式世界中小型企業(SMB)的通用商業模式。實際上,大多數嵌入式OEM通過創建平臺產品來成功,在這些平臺產品上構建擴展 - 產品變體或基礎產品的修改版本 - 三維:
隨著時間的推移 - 在典型的產品生命周期中嵌入式設備,定期開發更新的變體以適應技術,法規或用戶環境的變化。
超過細分市場 - 可以修改一個市場中成功的先鋒產品,以滿足相鄰市場的需求。例如,車隊跟蹤設備可能會發展出一種用于集裝箱跟蹤的變型。
在地理位置上 - 通過用CDMA取代GSM功能,歐洲產品可以適應美國市場。
在此模型中,盈利能力取決于維護穩定的核心平臺,并在每個產品變體中重用盡可能多的應用程序代碼。現在,實現上述協議棧的場景開始看起來有缺陷。當新產品變體需要新的協議棧實現時會出現問題 - 這可能發生在所有三個維度中:
時間 - 芯片組制造商受到手機制造商短暫的產品生命周期的驅動,而不是嵌入式OEM廠商解決的大型市場窗口。較舊的芯片組經常被淘汰,并被新的芯片組取代,每次更換芯片組供應商都會創建一個新的IP堆棧實施。
市場細分 - 低端產品擴展可能需要降低成本高速連接到低速連接。用較低成本的替代方案替換高規格模塊可能需要實施新的IP堆棧。
地理位置 - 如上所述,世界上不同地區運行不同的蜂窩技術。用CDMA模塊替換GSM模塊可能需要再次實現帶有新IP堆棧的新蜂窩模塊。
每個新的IP堆棧都需要開發人員編寫新的應用程序代碼來控制它。開發這個新的應用程序代碼可能需要設計人員每次都學習一組新的命令,并找出如何使用新的API。即使嵌入式OEM在整個產品平臺上使用相同的模塊制造商,模塊制造商也不一定在所有模塊中使用相同的芯片組供應商。在任何情況下,確保所有IP堆棧實施的長期一致性并不是無線芯片組制造商的優先考慮因素,這些制造商是由世界頂級手機制造商的需求驅動的,而不是數以萬計的中小型企業的集體需求。一些模塊制造商開發了專有的TCP/IP堆棧來取代其芯片組供應商提供的堆棧,從長遠來看,這可能使他們能夠調整支持不同通信標準的不同堆棧,例如2G但是,對于典型的嵌入式OEM來說,重寫應用程序代碼以接入新的IP協議棧既困難又無法為最終產品增加額外的價值。由于典型嵌入式業務的性質,這很困難。這些嵌入式SMB的開發由小型設計團隊執行,他們具有核心應用的硬件和軟件方面的專業知識 - 設計功能,如傳感器接口,信號調理和處理,微控制器或微處理器編程,應用程序開發和用戶界面設計。通信系統的設計和配置是設計的外圍元素,當它不是團隊工作的主要焦點時,難以掌握其復雜性。
主要為移動手機OEM設計的TCP/IP協議棧實現是那么,不適合許多嵌入式SMB的需求。堆棧實現可以更好地服務于這些SMB,允許在所有產品變體中重復使用應用程序代碼,這使得編寫此應用程序代碼變得簡單。
嵌入式調制解調器制造商開發的架構Tech Systems旨在為中低批量制造商提供此服務。 Multi-Tech的通用IP是IP協議棧的單一實現,它統一應用于多個調制解調器,實現了從HSPA,GPRS和CDMA到Wi-Fi和以太網的各種主要通信技術。通用IP實現協議,包括DNS解析,FTP客戶端,Ping,POP3客戶端,PPP(撥出),SMTP客戶端,TCP RAW客戶端和服務器,UDP RAW客戶端和服務器,PAP和CHAP身份驗證,以及各種其他通信功能針對M2M應用(圖1)。
圖1:Multi-Tech的協議棧實現還支持針對M2M應用的附加功能。
每個通用IP調制解調器也采用通用插座引腳排列(參見圖2),這意味著嵌入式開發人員可以將一個調制解調器換成另一個,而無需重新設計電路板;他們還可以使用相同的應用程序代碼來控制所有產品變體的調制解調器
圖2:Multi-Tech Systems在所有SocketModem設備上實現通用套接字引腳排列,例如這個SocketModem iCell智能嵌入式蜂窩調制解調器。
此外,Multi-Tech是致力于長期維護穩定的通用IP API。例如,這意味著OEM可以對基礎芯片組的變化保持盲目。就像蜂窩模塊的嵌入式用戶一樣,當芯片組過時時,Multi-Tech必須定期重新設計其調制解調器,但Multi-Tech調制解調器的用戶沒有看到任何區別,因為Universal IP API始終保持不變,Universal Socket引腳排列也是如此通用IP堆棧實現取決于調制解調器的硬件架構:在蜂窩芯片組中,IP堆棧托管在基帶上,這是芯片組制造商的專有設計。當基帶發生變化時,IP堆棧也會發生變化,用戶無法控制它。
在Multi-Tech的通用IP產品中,協議棧托管在獨立的處理器上,與蜂窩芯片組分開(見圖3)。由于Multi-Tech可以完全控制處理器及其運行的軟件,因此可以確保其與用戶系統控制器的接口在整個調制解調器范圍內保持穩定。結果是應用程序和互聯網之間的接口始終是通用IP,而不是模塊制造商提出的移動目標。
圖3:典型蜂窩模塊的基本架構和架構具有通用IP的多技術調制解調器顯示托管IP堆棧的分立處理器。
堆棧通過串行接口與用戶系統通信。堆棧的操作是通過一組簡單的AT命令來控制的,這些命令對于使用調制解調器設計的任何人來說都是熟悉的。實際上,這表明通用IP中“通用”一詞的兩個含義:通用所有運行通用IP堆棧的調制解調器都是通用的,但也是嵌入式設計人員普遍適用的,因為任何帶有串行接口的微控制器都可以發出AT命令, AT指令集(至少幾乎)被嵌入式開發人員普遍認可。
通用IP產品的架構及其分立處理器也使Multi-Tech能夠實現具有適合嵌入式用戶的功能的IP堆棧。例如,Multi-Tech在其通用IP調制解調器中實現自動連接功能;如果設備從網絡中掉落,它將自動嘗試重新連接而無需人為干預。堆棧還可以配置為周期性地向蜂窩網絡輸入流量(Keep Alive功能)。一些蜂窩網絡提供商會自動禁用已經閑置一段時間的設備,這種做法可能對手機有意義,但不適合嵌入式設備。此功能可確保網絡看到調制解調器仍處于活動狀態結論
手機是全球銷量最高的OEM市場,因此蜂窩芯片組業務偏向于滿足不到20家全球制造商的需求。
通過將IP堆棧從芯片組中抽象出來并進入處理器在自己的控制下,Multi-Tech的通用IP提供了一種方法來滿足數千個嵌入式OEM的應用需求和產品生命周期,這些OEM需要設備通過蜂窩網絡或其他媒體訪問互聯網。
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