驅(qū)動程序接口協(xié)議發(fā)生變化

許多成熟的協(xié)議（例如 I2C、SPI 和 USB）都在不斷發(fā)展。例如：

I2C：目前以 100 kHz 和 400 kHz 以及高達 1 MHz 的時鐘速率部署，現(xiàn)在已將 3.4 MHz 和 5.0 MHz 作為新支持的時鐘速率。

SPI：通常在單 I/O 模式下以低于 33 MHz 的時鐘頻率使用，現(xiàn)在通常將時鐘頻率應(yīng)用于 50 MHz 至 80 MHz 及以上的范圍內(nèi)，使用雙模式和四模式 I/O 以進一步提高編程速度/吞吐量。

USB：在不到兩年的時間里，USB-IF 引入了 10 Gbps 的時鐘速率、供電和新的 Type-C 連接器。

表 1 中顯示的數(shù)據(jù)取自 2015 年 EMF 嵌入式開發(fā)人員調(diào)查，以回答“您在嵌入式設(shè)計中使用以下哪些產(chǎn)品作為驅(qū)動程序接口（物理接口和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）？” 這個問題有 1，334 條回復(fù)。

表 1.嵌入式設(shè)計中用作驅(qū)動接口的產(chǎn)品。（點擊放大）

表 2 顯示了每個協(xié)議在嵌入式開發(fā)中的使用頻率。數(shù)據(jù)分為三個干部：全行業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和非物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。由于物聯(lián)網(wǎng)目前被視為主要的增長應(yīng)用程序，因此我將數(shù)據(jù)包括在內(nèi)以進行比較。特別值得注意的是 I2C、SPI 和 USB 在工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)用戶中的流行。

表 2.每個協(xié)議在嵌入式開發(fā)中的使用頻率。

讓我們看看使用 I2C、SPI 或 USB 的開發(fā)在現(xiàn)場升級的頻率以及此類升級的成本有多大。

表 3.嵌入式開發(fā)工具的成本影響。

嵌入式市場預(yù)測調(diào)查數(shù)據(jù)的結(jié)果表明，對增強功能的采用逐年增加。這種對新功能的提升和推動為許多嵌入式工程師帶來了預(yù)算困境。近 75% 的受訪者表示，所需升級存在成本影響，而約 40% 的受訪者將成本影響歸類為主要或關(guān)鍵任務(wù)。購買能夠以最高時鐘速率、最低電壓等運行的新工具是昂貴的。購買可以達到手頭任務(wù)所需性能但不滿足最新的高性能規(guī)范或已知的未來潛力的工具，往往會導(dǎo)致工具過早報廢，因為新項目會推動性能極限。

Tektronix、Agilent/Keysight 等傳統(tǒng)示波器供應(yīng)商已通過提供“型號系列”（例如，70 MHz 至 200 MHz 示波器、100 MHz 至 1 GHz 示波器）解決了這個問題，每個都帶有選項（如新協(xié)議探頭）和解碼選項）可以隨著客戶需求的發(fā)展而添加。挑戰(zhàn)在于，系列中的入門級示波器仍然往往很昂貴，選件價格通常過高，而且該系列本身定義了較高的性能范圍。用這些更大的工具來證明未來在經(jīng)濟上是不可行的。

一些較小的工具制造商，例如 Total Phase，終于解決了這個難題。他們最新一代的工具不再是特定于任務(wù)的（例如，高達 8 MHz 的編程 SPI、高達 24 MHz 的嗅探 SPI 等），而是由基于 FPGA 的復(fù)雜平臺組成，其定制能力超出了他們的前輩。其結(jié)果是獲得了具有成本效益的工具中的相關(guān)技術(shù)，這在前幾代人中是無法實現(xiàn)的。這種平臺方法的額外好處是特定的高級平臺功能現(xiàn)在將整個平臺擴展到所有應(yīng)用程序。集成電壓電平轉(zhuǎn)換和以太網(wǎng)連接等項目是高端工具的“賭注”；但直到現(xiàn)在，它們才在低成本工具中可用。通過使用一個高度可配置的平臺，

工程師仍然可以選擇最新工具的低成本版本（滿載應(yīng)用程序以滿足當(dāng)今的需求，只是沒有針對所有未來的排列進行配置）一直到滿載設(shè)備。不同之處在于，新平臺架構(gòu)允許最終用戶僅在需要時購買高性能應(yīng)用程序。這有效地消除了預(yù)先“過度購買”的需要，或者通過選擇上一代工具而面臨過早過時的風(fēng)險。

預(yù)算和性能始終決定了嵌入式項目工具選擇的最佳價值，但您第一次可以在需要的時候準(zhǔn)確獲得所需的東西，這意味著無需花費大量資金即可獲得高性能。當(dāng)您的下一個項目出現(xiàn)更具挑戰(zhàn)性的要求時，您可以安裝應(yīng)用程序來滿足這些增加的需求，其成本遠低于完全更換過時的工具。

審核編輯：郭婷