網絡應用概述

在現代家庭智能網絡應用中，應用本身將覆蓋局域網、廣域網和個人網三種網絡類型，需要傳輸的數據類型包括視頻數據、音頻數據、語音數據以及控制命令等其他數據。通過網絡的連接，人們可以在家中通過廣域網接收外面的數據類型，也可以通過lan來控制和連接所有房間中支持網絡的設備，而不同網絡之間的通信和傳輸需要遵循同一個通訊模型——osi模型。

osi開放系統參考模型將網絡傳輸為分七層，自底向上依次分別為物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層，不同類型的層會支持不同類型的應用內容或者協議標準。圖1給出了嵌入式處理器如何實現上述這種七層的模型。在一個嵌入式網絡處理器中，包括mac和phy部分，它們對應著物理層和數據鏈路層；而在其上運行的通用軟件模塊如tcp/ip協議棧，則對應著網絡層和傳輸層；而運行在協議棧上層更高級的應用例如http、ftp，則對應著會話層、表示層和應用層。

對于嵌入式網絡處理器，需要滿足兩點應用上的要求。第一，與外部網絡芯片組的連接必須簡單易行。第二，能夠高效地運行網絡協議棧。另外，對于產品級設計還需要考慮成本、功耗等其他因素。

blackfin處理器內核架構

blackfin產品均具有先進的處理器架構，無論是操作系統、網絡協議棧，還是視頻/音頻算法程序，都可以高效地完成。blackfin處理器是adi公司和intel公司在1999年合作設計的具有創新架構的新型處理器。它的功能不局限于傳統意義上的數字信號處理器+增強的指令集，也不僅僅是一款加入特殊運算單元的處理器。實際上，blackfin處理器內核將傳統dsp和微控制器的優點融為一體，因此它的架構兼顧事件控制以及純算法運算處理功能，并且能夠達到很高的性能。如圖2所示，對于當前流行的嵌入式應用，mcu+dsp的系統架構，單片blackfin處理器均可勝任。

blackfin處理器應用實例

以adsp-bf536/537處理器為例，它們是增強了外設接口的bf531/532/533處理器的擴展產品，外設方面它增加了具有增強性dma子系統的10~100m以太網mac，增加了具有32個郵箱的can 2.0b控制器等功能，它們支持與片外同步/異步存儲器的無縫連接。
以下給出了bf536/537在三個不同領域的網絡應用例子。

實例一： 可視電話

如圖3所示，這是一個使用bf561處理器實現視頻電話的參考設計系統框圖。其中的bf561是單個芯片，但內部有兩個對等的bf533內核，它可以通過外部通用總線單元ebiu和網絡控制芯片連接。以太網控制芯片為lan91c111，它也可以連接wlan等無線網絡控制芯片，實現無線網絡連接功能。bf561可以負責操作系統事件調度以及視音頻的同步處理。另外，它通用異步接口支持紅外線傳輸協議。

在硬件方面，它支持麥克風輸入，4~8khz的采樣率。視頻格式支持ntsc、pal、s-video。數據通信接口為以太網口和串行口。在軟件方面，它支持g.711、g.723、g.729和aec回波抵消等協議，視頻支持h.263/h.264算法，多種分辨率，支持多種通信協議，操作系統為uclinux。

實例二：電力線監控設備

如圖4所示，這是一個電力線監控設備參考設計框圖。它使用了bf536/537處理器，外接phy實現控制的網絡控制芯片。前端波形采集一般是電壓和電流兩路采集，經過低通濾波器、放大器，得到模擬的dc分量后，經過adc轉化成數字分量后，傳輸給blackfin處理器作fft等波形處理，處理結果根據應用可以通過不同的網絡傳送出去，如以太網或者光網絡或者can總線。同樣，通過外界rs232驅動芯片還可以實現板級的數據交換。

實例三：網絡攝像頭

如圖5所示，這同樣是采用了bf537處理器外接phy實現控制的網絡控制芯片，通過spi外接802.11控制芯片來實現wi-fi無線網絡功能；通過外設接口，bf537接收音頻和視頻數據，經過bf537處理后，通過有線網絡或無線網絡發送出去。另外，處理器還可以通過uart和gpio接口來發送控制信號，或者接收外部的傳感器信號進行處理。網絡攝像頭的功能包括可編的視頻分辨率，支持motion jpeg和mpeg-4視頻壓縮標準，g.711音頻壓縮標準，可配置的數據帶寬以及幀率等。

如何基于blackfin處理器開發網絡應用

adi公司提供豐富的基于blackfin處理器的網絡應用方案，不同的方案對應不同的產品特性、上市時間、成本等考慮因素，用戶可以根據自身應用情況合理選擇。圖6給出兩類低成本的方案（a類/b類）。其中a類不僅需要網絡支持，還需要文件系統等更多的資源。b類應用是一種相對較為簡單的應用，不需要操作系統提供眾多的資源。

a類應用具有多個不同優先級的任務以不同的速率執行，這樣的任務可以包括數據采集、數據處理、用戶控制界面以及協議管理等，一般需要考慮使用操作系統來簡化管理過程。b類應用只有幾個簡單的任務在執行，不需要非常頻繁和復雜的任務調度，一般不需要使用操作系統。
由以上看出，使用blackfin處理器以及adi公司提供的工具和資源進行設計和開發是非常容易和便利的，通過減小設計難度和縮短研發周期，可以有效地縮短產品的面市時間，從而為客戶贏取更多市場優勢。

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