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類型分類：: 科普知識

數據分類：: 輕觸開關

硬MODEM與軟MODEM之間的選擇

發布日期：2022-04-27 點擊率：103

想要為嵌入式應用選出最好的調制解調器（modem）技術,就得先弄清楚可用的系統資源和影響選擇的限制條件。一個硬modem包含一個控制器,一個DSP,數據和程序存儲器,實際上它是不消耗系統資源的。嵌入式系統的主處理器通過一個串口或并口與之通信,并且必須給其發送固定的初始化設置命令串,來控制modem和數據。modem處理器不需要主處理器或嵌入式系統的干預,負責處理所有的調制解調函數,包括均衡、回聲抵消、調制、解調、糾錯和壓縮。modem進行簡單的數據發送和數據接收。
　　相反,軟modem是通過主處理器來實現的。它們必須與其他的軟件并發運行,如用戶接口、糾錯和數據通信中的壓縮。系統的存儲器存儲了軟modem代碼,它必須足夠大以存儲modem和其他應用程序的代碼,并且為使所有軟件能夠很好的運行必須足夠快。
　　另外,一定要考慮操作系統的能力和局限性。許多操作系統非常簡單,只夠運行已有的應用軟件,它們很難滿足時間臨界段modem代碼和其他軟件同時運行的多任務需求。modem代碼需要保證中斷時間和足夠的中斷時延,以保證最大處理時間。特別要用心考慮modem所需的MIPS。
　　modem代碼要執行很多的乘法或加法運算,一般用一個DSP,它可以在每個時鐘周期內完成一次乘法或加法運算。而一個通用處理器完成同樣的運算大概需要3~5個時鐘周期。因此,對于modem代碼來說,30MIPS的處理器就相當于6~10MIPS的DSP。
　　其他需要重點考慮的就是AT命令集和響應代碼。Windows應用程序需要ITU（國際電信同盟）標準V.250,但幾乎沒有嵌入式modem嚴格符合這個標準。硬modem帶有預定義的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應用中,系統時鐘是臨界區。為了滿足ITU協同工作的需求,modem時鐘至少穩定在100ppm。因此,系統晶振或時鐘源一定要精確到100ppm,包括初始化精度、溫度漂移、老化、負載電容的誤差。
DAA技術
　　向在軟、硬modem之間選擇一樣,直接存取配置（Direct Access Arrangement, DAA）技術的選擇是系統決策的關鍵。DAA影響到modem的性能、固定標準、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, 電信網絡電壓）進行隔離。
　　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。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DAA包括的并行摘機狀態檢測,增加了變壓器DAA的成本,也使軟modem代碼復雜化。
如果不對硬件進行重新設計,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、增強安全/沖擊性能和豐富的特性集合上具有很突出的優點。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、摘機掛機入侵檢測、有效行檢測、以及過電流保護。耦合電容DAA的另一個特色是只需簡單的系統端接口器件的替換,就可以實現軟、硬modem互換,而行端（TNV）電路不受影響。由于大部分兼容的相關電路都在行端,所以這種設計是很合理的。
　　其他的DAA技術處在變壓器DAA和全耦合電容DAA之間。當前的一些固態DAA產品采用電容加變壓器的耦合方式,這種方法比傳統的變壓器方法有改進,但它依然需要一個變壓器,比純電容絕緣技術需要更多的外部器件。另外,這種技術只適合于特定的modem,不支持軟modem。如果為了降低成本計劃從硬modem轉為軟modem,那么對于DAA技術的選擇就至關重要了,因為那直接影響到是否能順利過渡的問題。
成本與風險
　　如果談到風險的控制,那么硬modem會更勝一籌,它們是嵌入式通信問題的一個完整的解決方案,并且有參考設計和推薦的PC板布線,它們可以被移植到任何設計中。具有代表性的就是生產商已經在實驗室中對這些產品進行了全面的測試,而且消費者使用了數以萬計的產品,也就是進行了實測。因此,生產商能更容易的確定并解決操作和性能方面的問題。硬modem還具有國際標準認證的記錄,在過去的時間里硬modem的解決方案已經通過了認證測試,且硬modem的應用通過首次測試。
　　這種降低風險的代價就是讓硬modem成本略微上升,解決硬modem成本問題的最好方法就是在應用中選用合適速度的modem,并利用現有的引腳兼容的芯片來應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去了。軟modem與主處理器相連接,其操作系統本身就是新的、大的未測試產品。
　　在實際中,解決modem問題越多,不支持問題的風險就越低。在選擇硬modem和軟modem的問題上,對所面臨的風險要有全面的了解,做出全面的計劃來降低風險。

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