嵌入式系統知識及接口技術總結

1六、IIC接口

（1）IIC總線是具有總線仲裁和高低速設備同步等功能的高性能多主機總線。
（2）IIC總線上須要兩條線：串行數據線SDA和串行時鐘線SCL。
（3）總線上的每一個器件都有惟一的地址以供識別，並且各器件均可以做爲一個發送器或者接收器（由器件的功能決定）。
（4）IIC總線有4種操做模式：主發送、主接收、從發送、從接收。

（5）IIC在傳送數據過程******有3種類型信號：

A、開始信號：SCL爲低電平時，SDA由高向低跳變。
B、結束信號：SCL爲低電平時，SDA由低向高跳變。
C、應答信號：接收方在收到8位數據後，在第9個脈衝向發送方發出特色的低電平。

（6）主器件發送一個開始信號後，它還會當即送出一個從地址，來通知將與它進行數據通訊的從器件。1個字節的地址包括7位地址信息和1位傳輸方向指示位，若是第7位爲0，表示要進行一個寫操做，若是爲1，表示要進行一個讀操做。

（7）SDA線上傳輸的每一個字節長度都是8位，每次傳輸種字節的數量沒有限制的。在開始信號後面的第一個字節是地址域，以後每一個傳輸字節後面都有一個應答位（ACK），傳輸中串行數據的MSB（字節高位）首先發送。

（8）若是數據接收方沒法再接收更多的數據，它能夠經過將SCL保持低電平來中斷傳輸，這樣能夠迫使數據發送方等待，直到SCL被從新釋放。這樣能夠達到高低速設備同步。

（9）IIC總線的工做過程：SDA和SCL都是雙向的。空閒的時候，SDA和SCL都是高電平，只有SDA變爲低電平，接着SCL再變爲低電平，IIC總線的數據傳輸纔開始。SDA線上被傳輸的每一位在SCL的上升沿被採樣，該位必須一直保持有效到SCL再次變爲低電平，而後SDA就在SCL再次變爲高電平以前傳輸下一個位。最後，SCL變回高電平，接着SDA也變爲高電平，表示數據傳輸結束。

1七、以太網接口

（1）最經常使用的以太網協議是IEEE802.3標準。

（2）傳輸編碼（06和07年都有******）：曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼。

A、曼徹斯特編碼：每位中間有一個電平跳變，從高到底的跳變表示「0」，從低到高的跳變表示爲「1」。
B、差分曼徹斯特編碼：每位中間有一個電平跳變，利用每一個碼元開始時有無跳變來表示「0」或「1」，有跳變爲「0」，無跳變爲「1」。

（3）相比之下，曼徹斯特編碼編碼簡單，差分曼徹斯特編碼提供更好的噪聲抑制性能。

（4）以太網數據傳輸特色：

A、全部數據位的傳輸由低位開始，傳輸的位流時用曼徹斯特編碼。
B、以太網是基於衝突檢測的總線複用方法，由硬件自動執行。
C、傳輸的數據長度，目的地址DA＋源地址SA＋類型字段TYPE＋數據段DATA＋填充位PAD，最小爲60B，最大爲1514B嵌入式信盈達企鵝要妖氣嗚嗚吧久零就要。
D、一般以太網卡能夠接收3種地址的數據：廣播地址、多播地址、本身的地址。
E、任何兩個網卡的物理地址都不同，是世界上惟一的，網卡地址由專門機構分配。

（5）嵌入式以太網接口有兩種實現方法：

A、嵌入式處理器＋網卡芯片（例如：RTL8019AS、CS8900等）
B、帶有以太網接口的處理器。

（6）TCP/IP是一個分層協議，分爲：物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層和應用層。每層實現一個明確的功能，對應一個或幾個傳輸協議，每層相對於它的下層都做爲一個獨立的數據包來實現。每層上的協議以下：

A、應用層：BSD套接字。
B、傳輸層：TCP、UDP。
C、網絡層：IP、ARP、ICMP、IGMP
D、數據鏈路層：IEEE802.3 Ethernet MAC
E、物理層：二進制比特流。

（7）ARP（地址解析協議）

A、網絡層用32位的地址來標識不一樣的主機（即IP地址），而鏈路層使用48位的物理地址（MAC）來標識不一樣的以太網或令牌網接口。
B、ARP功能：實現從IP地址到對應物理地址的轉換。

（8）ICMP（網絡控制報文協議）

A、IP層用它來與其餘主機或路由器交換錯誤報文和其餘重要控制信息。
B、ICMP報文是在IP數據包內被傳輸的。
C、網絡診斷工具ping和traceroute其實就是ICMP協議。

（9）IP（網際協議）

A、IP工做在網絡層，是TCP/IP協議族中最爲核心的協議。
B、全部的TCP、UDP、ICMP及IGMP數據都以IP數據包格式傳輸。
C、TTL（生存時間字段）：指定了IP數據包的生存時間（數據包能夠通過的路由器數）。
D、IP提供不可靠、無鏈接的數據包傳送服務，高效、靈活。

a、不可靠：它不能保證數據包能成功到達目的地，任何要求的可靠性必須由上層來提供（如TCP）。若是發生某種錯誤，IP有一個簡單的錯誤處理算法－－丟棄該數據包，而後發送ICMP消息報給信源端。

b、無鏈接：IP不維護任何關於後續數據包的狀態信息。每一個數據包的處理都是相互獨立的。IP數據包能夠不按順序接收，
（10）TCP（傳輸控制協議）

TCP協議是一個面向鏈接的可靠的傳輸層協議，它爲兩臺主機提供高可靠性的端到端數據通訊。

（11）UDP（用戶數據包協議）

UDP協議是一種無鏈接不可靠的傳輸層協議，它不保證數據包能到達目的地，可靠性有應用層來提供。UDP協議開銷少，和TCP相比更適合於應用在低端的嵌入式領域中。

（12）端口：TCP和UDP採用16位端口號來識別上層的用戶，即應用層協議，例如FTP服務的TCP端口號都是21，Telnet服務的TCP端口號都是23，TFTP服務的UDP端口號都是69。

1八、CAN總線接口

（1）CAN（Control Area Network，控制器局域網）總線是一種多主方式的串行通訊總線，是國際上應用最普遍的現場總線之一，最初被用於汽車環境中的電子控制網絡。一個CAN總線構成的單一網絡中，理想狀況下能夠掛接任意多個節點，實際應用中節點數據受網絡硬件的電氣特性所限制。

（2）總線信號使用差分電壓傳送。兩條信號線被稱爲CAN_H和CAN_L，靜態是均爲2.5V左右，此時狀態表示邏輯1，也能夠叫作「隱性」。用CAN_H比CAN_L高表示邏輯0，稱爲「顯性」，此時，一般電壓值爲CAN_H＝3.5V和CAN_L=1.5V。

（3）當「顯性」和「隱性」位同時發送的時候，最後總線數值將爲「顯性」這種特性爲CAN總線的仲裁奠基了基礎。

（4）CAN總線的一個位時間能夠分紅4個部分：同步段、傳播時間段、相位緩衝段1和相位緩衝段2。

（5）CAN總線的數據幀有兩種格式：標準格式和擴展格式。包括：幀起始、仲裁場、控制場、數據場、CRC場、ACK場和幀結束。

（6）CAN總線硬件接口包括：CAN總線控制器和CAN收發器。CAN控制器主要完成時序邏輯轉換等工做，例如菲利普的SJA1000。CAN收發器是CAN總線的物理層芯片，實現TTL電平到CAN總線電平特性的轉換，例如TJA1050。