摘要：從理解產品要求和設計侷限出發，講述智能網絡設備的通信部件和協議。透過全盤考慮存儲器執行訪問速度、網絡、重啓各種因素對整個設計的影響，提高產品的設計成功率。
關鍵詞：嵌入式系統 100Base-T MBPS RTOS
引言
嵌入式系統設計帶來了與傳統系統設計全然不同的挑佔。其中包括從處理器和存儲器的選擇到產品環境的考慮。在理解產品設計的許多複雜方面和影響後，呵以直接提高產品設計成功的機率，對於設計者，僅僅瞭解需要什麼部件來完成一個設計是不夠的，還要考慮部件之間如何交互、何種要素會帶來影響和設計的產品將在何種環境中執行等問題。
本文試圖用合適的視角來盾待這些問題，爲設計工程師們提供指導和幫助，從所有的層面上幫助它們爲今後的設計項目做更好的準備。
1 理解產品要求和設計侷限
在創造一個智能的網絡化設備時，第一步是要理解這個嵌入式產品本身內含的規格要求，大同小異不僅僅是產品的功能要求。基本的元素，如處理器類型，會對吞吐量、可裁剪性和開發週期的長短產生廣泛的影響。這一點一定在事先就瞭然於胸。同樣重要的成本，因爲多數嵌入式產品對成本是敏感的。因此，材料清單的成本需要比傳統設計低很多。典型的具有以太網能力的嵌入式產品生產的材料清單的花費爲$45～$100元。這些限制要求對性價比做很好的分析。
對於串口、USB、I2C接口的設計決定也會對性價比產生影響。找到帶集成接口的處理器並不難，比如帶以太網口、串口、USB及其它接口。在合適的價位找到這樣的處理器，並且還能提供產品的可裁剪性，就不那麼容易了。
還有2個重要的事項有時會被忽略，就是電源要求和溫度潿。如果產品是電池供電，要考慮系統所有部件的電流消耗；如果產品本身要求滿足工業級溫度要求，那麼這個盒子中的所有部件都要是工業級的。最後一點，由於本文的焦點在硬件，需要記住，產品可裁剪性取決於軟件。
除了辨別一個產品的功能要求外，對於該產品功能環境的理解也同樣重要。這個產品將在何處度過它的整個生命週期，那裏的環境是否有特殊性？這樣的問題，設計者可以利用環境的先天優勢，同時爲最壞的情形做打算。如考慮暴露情況、環境污樑情況、溫度極限和更多的將影響性能和潛在的生命週期的情況。
人機交互同樣是重要因素。如程序改動的頻繁度、產品可能維護計劃等。一定要關注技術環境。比如，如果一個智能網絡設備接到一個局域網上，相關的資訊流量會如何影響周圍的設備？如果該產品是一個串口到以太網的網關，只負責從串口得到數據然後將它轉換成以太網包，反之亦然，那麼不僅要考慮最大的數據延時允許網包，還要考慮有多少數據要傳送。雖然延時對許多應用不是一個主要考慮因素（如當一個產品只是不時地收集數據，定期地被取走），但在一些應用中，延時是以太網拓撲中的限制因素。在需要對緊急情況作出立即反應的地址，如工廠地面上的閥門控制、通信和反應，一定要真正實時地完成。
2 通信、部件和協議
在基於以太網網絡中有2個常用術語是10BaseT和100BaseT。爲了高效地設計一個產品，理解這些術語的含義是很必要的。10BadeT和100BaseT是線速度。線速度和能佔用的持續速度是不同的。通常意義上講，10BaseT線速度是10Mbit/s，100BaseT線速度是100Mbit/s。作爲一個共享的資源，所有局域網上的設備都要能互相通信。因此，設備沒有能力百分之百地擁有全部的帶寬。如果真的存在這種情況，其它設備就不能進行任何通信了。由此可知，在100BaseT的連接中，設備可以用100BaseT的解碼機制進行通信，而不是維持100Mbit/s的速度。總吞吐量可以被視作理論吞吐量，而淨吞吐量可以視爲實際的流量。
許多應用在設計時遵循所謂的“30%規則”。簡單講，在有其它設備共享網絡的環境中，一個設備應被設計爲能使用30%的帶寬。在一個100BaseT的網絡中，這意味着30Mbit/s。很明顯，智能化設備網絡意味着設計一個嵌入式產品應用到一個已存在的網絡中。在這裏，設計得必須面對此設計要素，即必須估計在這個水平上，將不得不在什麼條件下進行工作。