淺談嵌入式Modem的通信技術(shù)

淺談嵌入式 的通信技術(shù)現(xiàn)今，市面上生產(chǎn)的各種嵌入式 可通過公眾電話交換網(wǎng)絡(luò) 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸功能，包括標(biāo)準(zhǔn)的串行和并行的接口，具有同步和異步的通信數(shù)據(jù)傳輸格式，支持多種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議—— 9 3 2 等，支持4等糾錯(cuò)協(xié)議和 、 等數(shù)據(jù)壓縮協(xié)議。一、通信技術(shù)通信是指計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)或外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送。因此，這里的“信”是一種信息，是由數(shù)字“”和“”構(gòu)成的具有一定規(guī)則并反H^確定信息的一個(gè)數(shù)據(jù)或一批數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)通信涉及兩臺(tái)設(shè)備之間進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的問題。常用的數(shù)據(jù)通信方式有用亍通信和串行通信兩種。當(dāng)距離較近而且要求傳輸速率較高時(shí)，通常采用并行通信的方式。當(dāng)設(shè)備距離較遠(yuǎn)時(shí)，數(shù)據(jù)往往以串行方式傳輸。一并行通信和串行通信并行通信比較簡單，可分為不同寬度的并行通信，如位并行通信、 位并行通信等等。在并行數(shù)據(jù)傳輸中，位并行通信有個(gè)數(shù)據(jù)位同時(shí)從一個(gè)設(shè)備傳送到另一個(gè)設(shè)備，發(fā)送設(shè)備將個(gè)數(shù)據(jù)位通過條數(shù)據(jù)線傳送給接收設(shè)備。接收設(shè)備在收到這些數(shù)據(jù)后，不需經(jīng)過任何改變就可以直接使用。并行通信的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)的每位被同時(shí)傳輸出去或接收進(jìn)來。串行通信其數(shù)據(jù)傳輸是逐位傳輸?shù)?，因而相同條件下，比并行通信傳輸速度要慢，但在實(shí)際應(yīng)用中往往選擇串行數(shù)據(jù)傳輸。因?yàn)榇型ㄐ虐l(fā)送或接收數(shù)據(jù)最多只需兩根導(dǎo)線，其一用于發(fā)送，另一用于接收。根據(jù)串行通信的不同工作方式，還可將發(fā)送接收線合二為一，成為發(fā)送接收復(fù)用線如半雙工）實(shí)現(xiàn)串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠布哂薪?jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。二串行數(shù)據(jù)傳輸方式在串行數(shù)據(jù)傳輸中，每次由源地傳到目的地的數(shù)據(jù)只有一位，與同時(shí)傳輸好幾位數(shù)據(jù)的并行數(shù)據(jù)傳輸相比，串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏斔俣纫炔⑿袀鬏斅Ｔ诖袛?shù)據(jù)傳輸中，各位逐次從源地送到目的地，這就要求在數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)目的地之間進(jìn)行同步，將各位、字符和報(bào)文區(qū)分開來。數(shù)據(jù)鏈路將控制實(shí)現(xiàn)兩站點(diǎn)間的同步，它要求位、字符或報(bào)文從一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送到另一個(gè)站點(diǎn)時(shí)要加上必要的附加信息，這些信息使得接收站和發(fā)送站中的硬件時(shí)鐘得以同步，從而保證由源地發(fā)送的信號(hào)被目的地正確地識(shí)別出來。串行數(shù)據(jù)通信有兩種數(shù)據(jù)傳輸方式，即異步串行數(shù)據(jù)傳輸和同步串行數(shù)據(jù)傳輸。異步通信：異步通信所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式也稱為串行幀由個(gè)起始位，56或個(gè)數(shù)據(jù)位，1 .個(gè)停止位和個(gè)校驗(yàn)位組成。起始位約定為，空閑位約定為1異步通信的實(shí)質(zhì)是指甲乙通信雙方采用獨(dú)立的時(shí)鐘，每個(gè)數(shù)據(jù)均以起始位開始，停止位結(jié)束，起始位觸發(fā)、雙方同步時(shí)鐘。每個(gè)異步串行幀中的位彼此嚴(yán)格同步，位周期相同。異步通信依靠起始位、停止位保持通信同步，對(duì)硬件要求較低，實(shí)現(xiàn)起來比較簡單、靈活。同步通信：同步通信所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式也稱為同步串幀是由多個(gè)數(shù)據(jù)構(gòu)成的，每幀有兩個(gè)或一個(gè)同步字符作為起始位以觸發(fā)同步時(shí)鐘開始發(fā)送或接收數(shù)據(jù)?？臻e位需發(fā)送同步字符。同步通信依靠同步字符保持通信同步。數(shù)據(jù)組內(nèi)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間不需要插入同步字符，沒有間隙，因而傳輸速度較快，但要求有準(zhǔn)確的時(shí)鐘來實(shí)現(xiàn)收發(fā)雙方的嚴(yán)格同步，對(duì)硬件要求較高，適用于傳送成批數(shù)據(jù)。二、嵌入式的工作原理調(diào)制解調(diào)器由發(fā)送、接收、控制、接口、操縱面板及電源等部分組成。數(shù)據(jù)終端設(shè)備以二進(jìn)制串行信號(hào)形式提供發(fā)送的數(shù)據(jù)，經(jīng)接口轉(zhuǎn)換為內(nèi)部邏輯電平送入發(fā)送部分，經(jīng)調(diào)制電路調(diào)制成線路要求的信號(hào)向線路發(fā)送。接收部分接收來自線路的信號(hào)，經(jīng)濾波、反調(diào)制、電平轉(zhuǎn)換后還原成數(shù)字信號(hào)送入數(shù)字終端設(shè)備。電話線可以使通信的雙方在相距幾千公里的地方相互通話，是由于每隔一定距離都設(shè)有中繼放大設(shè)備，保證話音清晰。

在這些設(shè)備上若再配置，則能通電話的地方就可傳輸數(shù)在這些設(shè)備上若再配置，則能通電話的地方就可傳輸數(shù)據(jù)。一般電話線路的話音帶寬在~范圍，用它傳送數(shù)字信號(hào)，其信號(hào)頻率也必須在該范圍。常用的調(diào)制方法有：頻移鍵控、相移鍵控S、幅度調(diào)制A、脈沖編碼調(diào)制 等。通常有三種工作方式：掛機(jī)方式、通話方式、聯(lián)機(jī)方式。電話線未接通是掛機(jī)方式雙方通過電話進(jìn)行通話是通話方式 已聯(lián)通，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸是聯(lián)機(jī)方式。調(diào)制解調(diào)器通電后，通常先進(jìn)入掛機(jī)方式，通過電話撥號(hào)撥通線路后進(jìn)入通話方式，最后通過 的“握手”過程進(jìn)入聯(lián)機(jī)方式。調(diào)制解調(diào)器與計(jì)算機(jī)連接是數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備與數(shù)據(jù)終端設(shè)備之間的接口問題。與之間的接口是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使用上的一個(gè)重要問題。一和，數(shù)據(jù)終端設(shè)備，是具有一定數(shù)據(jù)處理能力及發(fā)送和接收數(shù)據(jù)能力的設(shè)備?？梢允且慌_(tái)計(jì)算機(jī)或終端，也可以是各種設(shè)備。大多數(shù)數(shù)據(jù)處理終端設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸能力有限，如果將相距很遠(yuǎn)的兩個(gè)設(shè)備直接連接起來，往往不能進(jìn)行通信，必須在和傳輸線路之間加上一個(gè)稱為數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備 ，的中間設(shè)備。 的作用就是在 和傳輸線路之間提供信號(hào)變換和編碼的功能，并且負(fù)責(zé)建立、保持和釋放數(shù)據(jù)鏈路的連接。典型的 是與模擬電話線路相聯(lián)接的調(diào)制解調(diào)器。數(shù)字設(shè)備通過調(diào)制解調(diào)器接入電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信是利用模擬信號(hào)傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。二 串行口嵌入式 通常都是通過 串行口信號(hào)線與計(jì)算機(jī)連接。允許一個(gè)發(fā)送設(shè)備連接到一個(gè)接收設(shè)備以傳送資料其原始規(guī)范的最大傳輸速度為，但事實(shí)上，現(xiàn)在的應(yīng)用早已遠(yuǎn)超過這個(gè)速度范圍?？烧f是相當(dāng)簡單的一種通信標(biāo)準(zhǔn)，若不使用硬件流控制，則最多只需利用三根信號(hào)線，便可做到全雙工的傳輸作業(yè)。串行口信號(hào)分為三類：傳送信號(hào)、聯(lián)絡(luò)信號(hào)和地線。傳送信號(hào)：指 發(fā)送數(shù)據(jù)信號(hào)線和 接收數(shù)據(jù)信號(hào)線）聯(lián)絡(luò)信號(hào)：指、 、 、 、和六個(gè)信號(hào)，各自功能為：請(qǐng)求傳送，是機(jī)向 發(fā)出的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。

號(hào)。清除發(fā)送，是數(shù)據(jù)終端就緒，是機(jī)向機(jī)發(fā)出的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。發(fā)出的聯(lián)絡(luò)信數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒，是向機(jī)發(fā)出的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。它指出本地的工作狀態(tài)。號(hào)。清除發(fā)送，是數(shù)據(jù)終端就緒，是機(jī)向機(jī)發(fā)出的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。發(fā)出的聯(lián)絡(luò)信數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒，是向機(jī)發(fā)出的聯(lián)絡(luò)信號(hào)。它指出本地的工作狀態(tài)。傳送檢測，是向機(jī)發(fā)出的狀態(tài)信號(hào)。振鈴指示，是 向機(jī)發(fā)出的狀態(tài)信號(hào)。地線信號(hào) ，為相連的主機(jī)和 提供同一電勢參考點(diǎn)。三、調(diào)制和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)在通信領(lǐng)域中，協(xié)議 指的是通信雙方應(yīng)遵守的一套共同的技術(shù)規(guī)則或規(guī)范。如果這套規(guī)則或規(guī)范被較多的用戶接受，便可以稱為標(biāo)準(zhǔn) d最基本的功能是調(diào)制和解調(diào)，近年來已發(fā)展出一系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)止矽卜，現(xiàn)今的 產(chǎn)品為提高傳輸速度，大都還將壓縮和糾錯(cuò)技術(shù)引入其中。一標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議調(diào)制解調(diào)器的基本功能是在計(jì)算機(jī)提供的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)與電話網(wǎng)支持的模擬信號(hào)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使計(jì)算機(jī)可以利用電話網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)通信。調(diào)制解調(diào)技術(shù)的核心就是如何在帶寬有限<的電話信道中提高數(shù)字信息的傳輸速度，這個(gè)速

度常以比特率即每秒鐘傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)簡寫為 來衡量。度常以比特率即每秒鐘傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)簡寫年由 公司推出的根據(jù)頒布了一個(gè)類年由 公司推出的根據(jù)頒布了一個(gè)類的采用調(diào)幅與調(diào)相結(jié)合的傳輸速度。的一個(gè)和 現(xiàn)在已很少兼容，不少仍將這兩，它采用簡單的調(diào)頻技術(shù)僅提供 的傳輸速度。似的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 2世紀(jì)年代的一 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了類似標(biāo)準(zhǔn)稱為 2世紀(jì)年代中期廠家采用，它的的正交調(diào)制調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了又頒布了采用速度的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。采用一標(biāo)準(zhǔn)被大多數(shù)世紀(jì)年代中期廠家采用，它的的正交調(diào)制調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了又頒布了采用速度的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。采用一標(biāo)準(zhǔn)被大多數(shù)個(gè)相位角和個(gè)調(diào)幅相的傳輸速度。接下來，格柵編碼調(diào)制技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)于 年頒布了調(diào)制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)最高的傳輸速度，并能根據(jù)線路質(zhì)量的變化，退至、 b 和 等個(gè)速度檔進(jìn)行工作。 年，推出 標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)的最高速度，該標(biāo)準(zhǔn)還可按等多個(gè)速度檔降速工作。是 制定的一個(gè) 數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)。使得調(diào)制解調(diào)器能夠在 上以高達(dá) 的速率接收數(shù)據(jù)。 連接技術(shù)使用一條雙向通道：上行通道和下行通道?？蛻舳?的下行接收通道可以達(dá)到更高的傳輸速度。 標(biāo)準(zhǔn)可支持 的上行速率。二壓縮和糾錯(cuò)技術(shù)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)為了進(jìn)一步提高對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸速度，除了上述對(duì)調(diào)制解調(diào)技術(shù)的不斷改進(jìn)之外，數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)也在近年來被引入。糾錯(cuò)技術(shù)則是隨著壓縮技術(shù)的采用而被引入的。美國 公司糾錯(cuò)和壓縮協(xié)議常簡寫為，它由一系列獨(dú)立的糾錯(cuò)和壓縮協(xié)議組成。其中， ~和 是糾錯(cuò)協(xié)議，和 是壓縮協(xié)議。 已成為壓縮糾錯(cuò)技術(shù)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。年，頒布了 糾錯(cuò)標(biāo)準(zhǔn)。 將作為它的一個(gè)選項(xiàng)。如果兩臺(tái) 中的一臺(tái)支持，另一臺(tái)支持 ，則二者可以自動(dòng)協(xié)商執(zhí)行 的糾錯(cuò)處理。在數(shù)據(jù)壓縮協(xié)議方面， 和 最為流行。于頒布的 是一種更為有效的壓縮協(xié)議。由于 具有自動(dòng)測試功能，可以通過在線測試自動(dòng)地在壓縮模式與透明模式不作壓縮處理之間進(jìn)行切換，因此的