嵌入式调制解调器使设备能够通过互联网与远程主机通信

今天的智能电器不仅仅是在衣服干燥时关闭烘干机或在拍摄时显示新照片。例如：它们提供状态信息，指示何时需要填充自动售货机或清空投递箱;他们在需要时运行远程诊断，并自动升级其设置并下载软件升级以保持最新状态;他们安排并要求维护以避免故障;它们为存放它们的设备增加了智能。

任何不需要嵌入式板载 PC，但依靠数据或传真与远程主机通信的设备都可能需要嵌入式调制解调器。专门设计用于通过电子邮件或 Web 提供信息的 Internet 设备需要嵌入式调制解调器来提供与 Internet 的通信链接。交互式有线和卫星电视的机顶盒需要嵌入式调制解调器来传达计费信息、交互式节目、按次付费和家庭购物订单。当设备和手持式计算机（或PDA）可以链接到远程主机时，它们变得更加有用。

手弹簧遮阳板™，例如，可以维护时间表和日历，联系人列表和电话簿，费用日志和时间表，股票投资组合和运动队统计数据。但是，要完全有用，信息必须既是最新的，又与用户计算机、公司数据库以及行政助理的办公工具和纸质文件中的信息相同。Visor采用ADI公司嵌入式调制解调器芯片组，Impor 的 Springboard 调制解调器可以连接到电话线，并自动更新自身及其用户的主机。通过这种方式，Visor 成为用户所需的准确、及时和功能性信息设备。得益于嵌入式调制解调器中使用的ADI公司DSP，其嵌入式调制解调器无需加载PDA即可将其连接到远程主机，从而实现所有这些功能。

Visor 要求其调制解调器具有低功耗、小尺寸、高可靠性、独立外形和易于互联网接口。由此产生的Springboard调制解调器完全适合Visor封装，使用Visor的现有电池运行而不会显着缩短其使用寿命，并在连接到电话线时自动连接到Internet。它使遮阳板成为其用户计算机网络的扩展。

嵌入式调制解调器组件

嵌入式调制解调器包含数据泵、DAA（数据访问安排）和调制解调器代码。它们可能包括也可能不包括控制器、互联网协议栈和 SDRAM。芯片的数量取决于应用要求，包括对任何附加功能的需求。它们连接到电话线，并包括所有必要的硬件和软件。

数据泵包括一个处理器 （DSP），该处理器以特定的比特率将数据转换为标准协议（传真或互联网），例如 V.32、V.34、V.90，采用调制解调器代码。DAA 为 POTS（普通旧电话服务）线路提供物理和软件接口。硅DAA无需外部编解码器、继电器、光耦合器和变压器即可执行此功能。互联网协议 （IP） 堆栈在调制解调器的 DSP 上实现互联网协议（如 PPP、TCP、HTTP、POPP3、FTP 等）。这允许在不使用 PC、微控制器或其他处理器的情况下为调制解调器所连接的设备提供文件下载、标准网页托管和电子邮件功能。因此，DSP同时执行调制解调器代码和IP堆栈。

调制解调器架构权衡

嵌入式调制解调器可以基于控制器（并行）或在没有控制器的情况下运行。在这两种情况下，它们都需要定点DSP数据泵和DAA。调制解调器代码既可以在DSP数据泵上运行，也可以在奔腾或RISC处理器（用于基于主机的调制解调器或软件调制解调器）上运行，也可以在多功能可编程DSP（如ADSP-218x）上运行。为了进行比较，调制解调器架构可以分为两个基于主机的类（带和不带板载处理）和两个独立类（基于微控制器和DSP）。表中比较了它们的特点和优缺点。

调制解调器体系结构概述
类型优势和权衡（+和-）	基于控制器--并行	无控制器串行（或 Winmodem）	软件 - 基于主机	多功能可编程--基于DSP
需要主机	不	是的	是的	不
冗余	伯托 在主机崩溃时保持活动状态。	没有。 依赖于主机。	没有。 依赖于主机。	伯托 主机崩溃时保持活动状态
可升级性	没有	取决于主机	最小	最好
成本	最	温和	最低	温和
缺点	需要带存储器的微控制器来运行监控代码。	需要主机来运行监督代码。数据泵仍然需要内存。	需要更多功率。仅限于奔腾和Windows应用程序。	持续的价格竞争与主机 PC 价格侵蚀。
唯一性	操作系统中立。	内存驻留在主机上。	仅限软件。监督代码和 DSP 在主机上运行。	没有主机或操作系统依赖关系。集成控制器和数据泵。

基于控制器的设计无需主机即可工作，因此它们不关心操作系统或主机是否已崩溃。这种独立方法可确保更大的冗余，因为调制解调器独立于主机及其操作系统运行。它们的缺点是它们需要一个微控制器及其存储器以及DSP存储器来运行监控代码。这需要额外的零件数量、空间和功率，从而增加成本和风险。此外，他们的调制解调器软件通常是硬编码的，因此不可升级。

基于控制器的调制解调器

无控制器（软件控制或双赢）调制解调器提供更低的成本、空间和功耗，因为内存驻留在 PC 上，不需要微控制器（也不需要内存）。但是，它们需要PC来运行监督代码，因此这些win调制解调器严重依赖于PC操作系统。因此，PC主机的正常运行时间对其运行很重要，并且它们受到典型PC安装/支持问题的影响。当主机负载大量其他作业时，它们的性能会受到影响。他们仍然需要一个带内存的数据泵。代码升级和诊断取决于 PC 主机的可靠性，没有冗余。软件升级受调制解调器固定内存量的限制。

无控制器调制解调器。（ISA & PCI）

软件、基于主机或软调制解调器无需 DSP 或微控制器即可运行，因为它们的监控和数据泵代码在 PC 主机上运行。PC处理器制造商已经推广了这种方法，以利用越来越强大的主机处理器的“免费”未使用的MIPS，因为调制解调器不会显着加载主机，但同时它们有助于证明需要升级到它。这些调制解调器的成本非常低，因为它们使用现有主机。另一方面，如果考虑到升级到足够快的主机来处理调制解调器功能的成本，其结果将远远超过基于控制器或无控制器的设计的成本。基于主机的调制解调器还严重依赖于其主机的可靠性，以及同时运行许多操作时遇到的并发问题。此外，这种方法通常将调制解调器限制为仅与Windows和奔腾应用程序通信，从而将主机上的“免费”MIPS（每秒数百万条指令）限制为特定功能。奔腾的功耗和每MIPS成本远高于基于DSP的设计，因此必须考虑电路板使用的功耗，即使成本不是。调制解调器IP的成本仍然必须支付，因此“免费”的概念并不准确。

基于DSP的多功能嵌入式调制解调器集成了可编程DSP，例如ADSP-218x。通过将控制器、存储器和数据泵集成在单个芯片上，可以减少空间（电路板空间）、成本和功耗。无需单独的微控制器或相关存储器。使用基于软件的UART，进一步降低了硬件成本，空间和功耗。独立设计独立于主机和操作系统运行，通过随附的闪存提供冗余和远程软件可升级性。该编解码器增加了国际功能，以适应特定于国家/地区的参数。三种调制速度是可能的，每种调制速度使用相同的组件，但互联网协议 （IP） 不同：高达 14.4 kbps、高达 33.6 kbps 和高达 56 kbps。

ADI公司基于DSP的可编程嵌入式调制解调器既有上述所有方法的优点，又有缺点。即使PC价格下降，而主机PC性能提高，嵌入式DSP MIPS仍将始终保持更便宜，更可靠，并且独立于主机处理。

基于DSP的多功能调制解调器

除基于主机的设计外，所有替代方案的缺点是面临PC主机价格持续侵蚀的竞争。随着PC主机价格相对于独立调制解调器的价格下降，基于主机的调制解调器变得更加经济高效。然而，冗余和成本之间的权衡将继续下去。

DAA 方法

DAA（数据访问安排）支持特定于国家/地区的呼叫进度和呼叫者 ID，必须为每个国家/地区指定。不同的 DAA 组件可用于支持一部分国家/地区的全球运营。DAA 处理 TIP 和 RING 电话连接，并包括用于无源线路（如租用线路和无线）的第二个编解码器。单个 DSP 可支持多个 DAA，用于多线路应用。

最先进的国际硅DAA及其集成编解码器消除了变压器，光隔离器，继电器和混合动力器的成本和空间。所有这些都被两个直接连接到DSP的小型TSSOP封装所取代，从而提高了可靠性和制造便利性，同时减少了空间和成本。该设计提高了性能，因为信号通过隔离栅以数字方式传输。硅 DAA 在单一设计中包括国际支持;它通过软件可编程性支持不同国家的美国和国际来电显示，无需中继。无需修改硬件。先进的电源管理、来电显示和睡眠模式可节省功耗并提供绿色合规性，从而实现更小的电源和更长的电池寿命。监视器输出和麦克风输入支持语音和听筒应用。

每个调制解调器设计还支持用于无源电话线应用（如无线和租用线路）的传统 DAA。

软件开发

ADI公司的嵌入式调制解调器包括Telindus提供的调制解调器代码。产品专用软件可从ADI公司的调制解调器合作伙伴处获得。例如，可以通过从Card Access添加Springboard调制解调器来自动将Handspring Visor链接到Internet。通过添加ADI公司的互联网调制解调器，从eDevice执行TCP/IP堆栈，可以使Lavazza电子浓缩咖啡点咖啡机发送和接收电子邮件（触发维护检查和补货访问，并显示天气或交通报告）。

调制解调器参考设计

ADI公司的嵌入式调制解调器开发平台包括一个ADSP-218x可编程DSP和一个硅DAA。在200.3 V时，其最大功耗低于3 mW。不需要客户代码。该开发平台包括来自通过ISO 9001认证的ADI公司技术合作伙伴Telindus的调制解调器软件。该板配有用于 EZ-ICE、JTAG 和 RS-232 I/O 的连接器，用于修改和测试 AT 命令集和 S 寄存器。

V.90 独立嵌入式调制解调器参考设计

嵌入式调制解调器应用

使用嵌入式调制解调器进行通信的产品包括自动售货机（可以传达库存水平以及何时需要填充）、信息亭、POS 终端、安全和监控系统、游戏以及投递箱，这些投递箱可以在需要取货时进行通信。基本产品通过这些独立调制解调器进行通信的方式是通过对相关的Web内容和通信数据进行编程来确定的。设计师的结果是具有内置投资保护等特性的产品，当需要维修、固定、填充、清空、更新或拾取时“知道”并与之通信的电器。使用互联网提供客户信息和通信的产品可以位于任何需要的地方。工业设备可以指示何时需要维修。冰箱可以在货架上展示仅包含成分的食谱。

独立的嵌入式调制解调器可以降低运营成本，同时它们使具有刺激新销售功能的新产品类别成为可能。借助带有 eDevice TCP/IP 堆栈的嵌入式调制解调器实现的新的互联网功能，这些产品可以为电子商务、电子服务和电子信息供应商创造新的机会。

独立的嵌入式调制解调器以各种方法为全球通信提供了完整而灵活的设计替代方案。每种方法都可以在短至三个芯片上进行配置，提供多种速度选择，并且可以以低功耗和空间要求低成本实现。嵌入式调制解调器可以为新设备和已安装的设备带来互联网信息和通信的强大功能，并可以同时添加自动软件升级和远程诊断。

审核编辑：郭婷