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智能仪器仪表的ISP技术与Internet接入

智能仪器仪表的ISP技术与Internet接入

点击数:7986 次   录入时间:03-04 11:43:15   整理:http://www.55dianzi.com   电子技术

  6 结合ISP和EMIT技术实现仪器仪表系统的Internet接入
伴随着网络技术的飞速发展,Intemet技术正在逐渐向工业控制和智能仪器仪表系统设计领域渗透。实现智能仪器仪表系统基于Intemet的通讯能力以及对设计好的智能仪器仪表系统进行远程升级,功能重置和系统维护,是硬件设计的发展方向。

  6 .1  EMlT技术与智能仪器仪表系统的Internet接入

  emWare公司创立了ETI(eXtend The Internet)扩展Internet联盟,井提出了EMIT嵌入式微型英特网互连技术,它是一种将单片机等嵌入式设备接入Internet的技术,利用该技术,能够将8位和16位单片机系统接入Internet,实现基于Internet的远程数据采集、智能控制、上传/下载数据文件等功能。

  EMIT技术包括以下核心技术:

  emMicro:是驻留在嵌入式系统中的微型网络服务器。emMicro集成到嵌入式系统中,使得网络上的客户机能够控制和监视嵌入式系统以及从中收集数据。emMicro针对微控制器有限的资源进行了优化,只占用系统很小的内存(1K字节)资源和处理器资源。

  emNet:是使嵌入式系统和轻量级网络(如RS-485、IR、RF和电力线等)进行连接的网络协议。同时,emNet使得集成emMicro的嵌入式系统能够和嵌入式微控制器网关emGateway进行有效的通讯。

  emGateway(嵌入式微控制器网关):是轻型设备网络如RS-232、RS-485,cAN、IIc、xlO、RF等和大型高性能网络如Intranet和Internet等之间连接的桥梁。它是一个功能强大的客户机,用于管理多个嵌入式系统、标准的Internet通信互连以及支持网络浏览器。

  鉴于当前的智能仪器仪表系统大多都是基于8位或16位Mcu的,而EMIT仅占用系统1k Byte的存储资源,因而该项技术不管是对于老仪器仪表系统的改造,还是构建新的仪器仪表系统都具有很强的现实意义和发展前景。目前已有众多软硬件厂商加入ETI联盟,大大推动了EMIT技术的发展。

  6.2融合ISP和EMIT技术的MCu和Internet外围芯片

  目前,美国connectone公司、emWare公司、TAS.KING公司和国内的P&S公司等均提供基于Internet的Device-Networking的软件、固件(Firmware)和硬件产品.

  应用内编程(ISP/IAP),能让设计者在应用程序运行过程中改变代码。将XA-G49和Connect One公司的ichip561AD-s/P Internet外围芯片结合在一起,就可以实现通过Internet远程升级固件和重构系统。

  Philips公司目前推出的支持Internet连接的Mcu还有89C5lRx2系列51LPc系列(包括87LPC762、87LPC764和87LPc767等)等。

  ConnectOne公司的iChip(iChip 561ADS/P)、iM-odem(iModem 50—204x-02)和.P&S公司的WebChiP都是基于EMIT技术,实现嵌入式系统InteRN接入的MCU/MPU外围芯片。

  6.3 利用Intemet技术实现硬件功能远程动态重构的FPGA/CPLD

  Xilinx公司和GoAhead软件公司合作,率先实现了Xilinx FPGA/CPLD在装配到现场后,可以通过Internet对其进行远程更新和动态重构。利用GoAhead公司的FieldUpgrader技术和Xilinx公司的IRL(IntemetRecon.figurable Logic)Internet在系统逻辑重配置技术,Xilinx公司FPGA/CPLD的配置文件能够通过Internet、Intranet或VPN(Virtual Private Network)自动地下载到现场的FPGA/CPLD系统,实现动态功能重构和升级维护。

  GoAhead的解决方案包括3个部分:GoAhead Device StudioTM、GoAhead Upgrade AgentTM和GoAhead Upgrade Server。

  GoAhead Device Studio是用于配置GoAhead Upgrade Agent 的开发环境,配置完毕后,GoAhead Upgrade Agent就嵌入在了目标器件(如Xilinx的FPGA/CPLD)中,GoAhead Upgrade Server 安装在监控中心的服务器上,用于创造和发布系统功能重构的更新文件。

  就当前的技术发展状况来看,数字系统(CPU、FPGA/CPLD等)已基本上可实现器件级Internet接入以及基于Internet的远程硬件功能重构和系统升级。但模拟系统,如Lattice公司最近推出的ispPAC系列产品则刚刚具有ISP在系统可编程反复重配置能力,尚不具备Internet远程联网能力,相信不久的将来,即可在该领域实现革命性的突破,从而真正实现整个智能仪器仪表系统基于Internet的器件级远程监控、维护和通讯。

  随着半导体技术、网络技术、通讯技术和软件技术的飞速发展,智能仪器仪表系统的设计思想和方法发生了革命性的变化,很多因素如IPCore和基于Internet的EDA(如xilinx的基于www的WEBPACK CPLD开发系统)等的飞速发展正促使以Internet为中心的智能仪器仪表的设计和运行环境加速形成。ISP和EMIT技术正是推动和促进这一变化的基础,它们的实现为IST(Internet Sensor Technology网络传感器技术).HVAC(家庭环境自动控制)、IA(Information Appliance信息家电)、环境自动监测、智能小区管理、网络化交通监管等的Internet化提供了技术保证。

参考文献

1  Xilinx In—System Programming Using an Embedded Microcontroller.America:Xilinx.Inc,1999.6

2  ispPAC 1 0/20/80 In-System Programmable Analog Circuit.America:Lattice Semiconductor Corporation,1999.11

3  Micro Converter Multichannel 12-Bit ADC with Embedded FLASH MCU ADuC812.America:Analog  Device lnc.,1999. 5

4  吕京建,肖海桥.单片机世界.北京:中国单片机公共实验室(BOL),1999.4

5  杨晖,张风言.大规模可编程逻辑器件与数字系统设计.北京:北京航空航天大学出版社,1999.1

 

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