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嵌入式系统一般指嵌入在宿主设备的计算机系统, 嵌入的主要目的是用智能化提升宿主设备的功能。嵌入式产品的生命期普遍长于一般的计算机系统。嵌入式系统可大可小，位数可多可少，由能满足宿主设备的功能要求来决定。它可以是适合于低端应用的4位、8位、16位的单片微控制器（单片机），也可以是高端应用的由16位、32位、64位的微处理器和DSP构成的计算机系统。近20年来是PC机领导业界潮流的时期，从PC机到局域网、广域网，再到全球互联网Internet，几乎近于登峰造极，现正步入将PC机的成熟技术向嵌入式产品转化的后PC机时期。随着信息技术的迅猛发展，目前人们已经进入了信息时代，Internet已经成为人们工作和日常生活中不可缺少的重要组成部分。网上冲浪、电子邮件、远程登录和文件传输等，使得人们了解和交换信息变得极其快捷、简单而又方便。但目前Internet技术主要还是用在人与人之间的信息交流上，即使象电子商务这样的进一步应用，也只是把信息交换扩展到企业之间的商务活动中。对于工业领域和家用的一些电子设备，则也应考虑到从中采集信息并对其进行相应的控制。
    不管是工业控制中的嵌入式系统，还是人们日常生活中的一些电子设备，如空调、电表、汽车、热水器、微波炉、洗衣机及移动电话等，都有一个共同的特点，即内部都有单片机MCU或可以采用微处理器进行控制。如果能把这些电子设备同Internet连接起来，人们就能通过网络从异地获得这些设备的相关信息并进行相应的控制，从而给工业生产和人们的生活带来极大的方便，同时也将大大促进Internet技术进一步深入到工业生产和人们的日常生活当中。这一趋势正是目前信息界关注的焦点之一。嵌入式系统的网络化将成为其未来发展的必然潮流。

2 网络化的发展基础

    随着计算机、通信、自动控制和微电子等技术的发展，嵌入式系统网络化的技术条件已经成熟。PC机的时代即将成为过去，21世纪是Internet的时代。在网络方面，从局域网、广域网到互联网突飞猛进，网络产品的性能急剧提升，网上的全球漫游正向各个领域渗透。modem突破了56 Kbps的极限，以太网的铜线速率从最高10 Mb/s一下子提升到了100 Mbps。对中继器、集线器、网桥、路由器、到网关的大量需求刺激了DSP的迅猛发展，反过又极大地提高了自身的性能。网络技术的迅速发展为嵌入式系统的网络化创造了坚实的技术条件。另外，随着技术的发展和制造工艺的进步，集成电路的成本日益降低。嵌入式电子设备与互连网的连接费用已经降低到可以接受的程度。网络接口芯片的价格相对于嵌入式系统而言只占很小的比例，但它带来的效益却是巨大的。对于制造商而言，可以使产品具有更大的竞争力，同时还能大大减少检测和维护人员的数量，提高整体效益；对于用户而言，网络化则极大地方便了使用，大大地提高企业生产和管理的效率和效益。

3 网络化的意义

    嵌入式系统的网络化大大地提高了其性能，是对系统功能的重大扩展。在满足人们需要的同时，也给IT界乃至其他相关行业提出了新的努力方向。其意义主要有如下几个方面。
    (1) 嵌入式系统的网络化
    实现了对电子设备的远程监控。任何时间在世界的任一地方都可以通过互连网对任一网络化设备进行监控。
    (2) 网络化的电子设备可以实现远程诊断和维护，对用户和制造商都有利。企业或制造商可以通过网络以一定的周期对设备进行巡检，查询其各个运行参数并进行诊断，这样一来就大大提高了管理和维护工作效率，提高了企业的效益。
    (3) 嵌入式系统的网络化可以实现远程数据采集。对于传统的电表、水表和煤气表，增加了网络功能以后就可以实现远程抄表，这样既方便了水、电、煤气等的经营单位，又方便了广大用户。

4 网络化的实现方法

    正是由于网络化的诱人前景，目前许多公司都在积极从事相关的研究和开发，并取得了很大的进展。不同的公司其具体的实现方案各异。下面介绍三种可行的方案。
    第一种方案是基于Scenix公司的SX-stack和Seico公司的S7600A等芯片。该方案的嵌入式系统内部支持TCP/IP协议，结构如图1所示，可以直接拨号上网而无需其它支持。它实际上是由MCU和内部固化了TCP/IP协议的芯片组成应用系统的核心，所以需要大容量的程序存储器及运行速度较高的MCU，设计人员需熟悉TCP/IP协议和相关的接口，软件复杂。另外每一个设备都需申请一个IP地址，成本较高。

图1 第一种方案结构图

    第二种方案是基于emWare公司的EMIT技术，其构成如图2所示。根据该公司的网络协议，在嵌入式系统内部使用emNet协议，再通过emGateway与Internet连接。其中复杂的网络协议通过emGateway在PC机上实现，对MCU的要求较低，但设计人员需熟悉emNet协议和相关的接口，软件和硬件的设计量仍较大。

图2 第二种方案结构图

    第三种是基于力源公司的解决方案。其结构如图3所示。它是嵌入式系统通过网络芯片Webchip与Gateway连接，然后再进入因特网。网络芯片内部固化了MCUNet协议，与emGateway和OSGi协议兼容。设计人员不需考虑具体的网络协议，只需解释并执行Webchip传送过来的指令和数据就可以实现与因特网的连接。MCUNet协议由Webchip来完成，从而节省了MCU的资源，设计更简单。
    该方案的工作过程为：Webchip通过三线串行接口SPI与嵌入式应用系统连接。它与嵌入式系统交换信息由17条简单的指令进行控制。Webchip的另一端以RS-232、RS485或Modem等接口电路与基于PC机的网关接口，Webchip在网络中实际上起了底层协议的编译、解释和转换作用，将嵌入式系统经网关与因特网连接起来，从而实现了对网络化设备的远程监控。

图3 第三种方案结构图