連接性是影響非商業(yè)應(yīng)用傳輸性能的重要因素，例如火車車載娛樂或者軍用無人機(jī)傳輸系統(tǒng)。

由于嵌入式系統(tǒng)采用了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以太網(wǎng)交換機(jī)的應(yīng)用日益廣泛。RecabUK技術(shù)主管MarkJeffrey解釋了如何選擇以太網(wǎng)交換機(jī)來滿足苛刻的操作環(huán)境。

今天這個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的世界里，與因特網(wǎng)相連的設(shè)備數(shù)量日增。據(jù)研究公司調(diào)查，每秒有127個(gè)新設(shè)備與因特網(wǎng)相連，全世界有數(shù)十億個(gè)連接設(shè)備。如果考慮到局域網(wǎng)(LAN)，這些數(shù)據(jù)將增加，它們由鐵路、軍事和國防、工業(yè)和海洋部門的連接的關(guān)鍵嵌入式系統(tǒng)組成。

交換機(jī)是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)性能的核心，它允許被連接的計(jì)算機(jī)和設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳遞，以及通過諸如以太網(wǎng)這樣的協(xié)議傳輸?shù)礁蟮木W(wǎng)絡(luò)。在惡劣環(huán)境、車載網(wǎng)絡(luò)、離散和工藝制造等應(yīng)用中，保護(hù)這些開關(guān)特別重要。

保證在嚴(yán)酷的環(huán)境下能正常運(yùn)作，以太網(wǎng)交換機(jī)需要進(jìn)行加固。然而，在考慮采用以太網(wǎng)交換機(jī)作為加固方案的一部分之前，需要了解交換機(jī)的作用和網(wǎng)絡(luò)需求。RecabUK在開發(fā)堅(jiān)固的嵌入式系統(tǒng)并具有以太網(wǎng)能力方面的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，首先要設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)，然后再對(duì)其及其部件進(jìn)行加強(qiáng)，以保證最優(yōu)的解決方案。

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特征

DiamondSystems在這一主題的白皮書中列出了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的一些主要需求。這包括有一臺(tái)使用單一物理設(shè)備建立和管理多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能力、流量監(jiān)控的鏡像端口、用于擴(kuò)展本地網(wǎng)絡(luò)的菊花鏈路交換機(jī)、保護(hù)網(wǎng)絡(luò)流量并加固網(wǎng)絡(luò)組件。

安全性是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的領(lǐng)域，但對(duì)關(guān)鍵應(yīng)用而言卻是非常重要的。有兩種類型的網(wǎng)絡(luò)安全：虛擬安全，主要是從軟件系統(tǒng)和數(shù)據(jù)加密中產(chǎn)生的；物理安全，由組件部分起到維護(hù)數(shù)據(jù)完整性的作用。

①虛擬安全：以入侵者探測(cè)系統(tǒng)為例，它發(fā)現(xiàn)潛在的安全漏洞，記錄可能存在的漏洞信息，并在控制臺(tái)或串行端口發(fā)出警報(bào)。與此相輔相成的是網(wǎng)絡(luò)加密標(biāo)準(zhǔn)。

②物理安全：特定交換機(jī)端口提供了物理安全，因此在關(guān)鍵的嵌入式網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目中與嵌入式專家進(jìn)行協(xié)作是非常有價(jià)值的。小型可插拔端口(SFP)能把網(wǎng)絡(luò)中的銅介質(zhì)轉(zhuǎn)變成光纖信道。因?yàn)楣饫w技術(shù)是一種電介質(zhì)，所以能有效地保護(hù)介質(zhì)免受電磁(EM)窺探等惡意攻擊。光纖信道還有一大優(yōu)點(diǎn)，可以在遠(yuǎn)距離傳送數(shù)據(jù)，減少信號(hào)損耗。

常用的混合媒體應(yīng)用程序使用銅線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行本地通訊，并用光纖網(wǎng)絡(luò)接口以實(shí)現(xiàn)較高速度、網(wǎng)絡(luò)至網(wǎng)絡(luò)連接和長距離通訊。這樣，一些小的以太網(wǎng)交換機(jī)制造商在他們的產(chǎn)品中包括了端口組合。RecabUK，與主要的以太網(wǎng)交換機(jī)廠商合作，意味著我們能夠開發(fā)一種提供靈活和更高安全的解決方案。

加固

加固是很多網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的一個(gè)重要考慮因素。適合戶外應(yīng)用、車載網(wǎng)絡(luò)、離散和流程制造中的工廠車間應(yīng)用等。

對(duì)這類應(yīng)用，我們必須考慮環(huán)境狀況。特別是系統(tǒng)設(shè)計(jì)者應(yīng)該注意工作溫度范圍、工作過程中的沖擊和振動(dòng)，以及電源質(zhì)量等因素。在很多重要的應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的尺寸、重量、功率和成本(SWaP-C)也是一個(gè)重要的考慮因素。

選擇一個(gè)現(xiàn)成的以太網(wǎng)交換機(jī)產(chǎn)品是為了滿足苛刻的應(yīng)用程序，需要清楚地理解環(huán)境需求和評(píng)估每一產(chǎn)品的規(guī)格。要想在嚴(yán)酷的環(huán)境下茁壯成長，網(wǎng)絡(luò)必須考慮到這些要求。為了驗(yàn)證性能，從PCB設(shè)計(jì)、部件規(guī)范到嚴(yán)格的環(huán)境測(cè)試，這包括了擴(kuò)展溫度操作。

具體要求隨應(yīng)用而不同，因此沒有一種適用于所有方法的開關(guān)選擇或加強(qiáng)方法。遺憾的是，對(duì)大多數(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者而言，它要比指定端口數(shù)或所需的數(shù)據(jù)速度復(fù)雜得多。

由于連接在非商業(yè)應(yīng)用中起著越來越重要的作用，必須考慮這些因素來確保高效、持久的嵌入式系統(tǒng)性能。選錯(cuò)開關(guān)或者不能對(duì)操作和環(huán)境要求進(jìn)行完整的計(jì)劃是一種代價(jià)高昂的錯(cuò)誤，但是可以通過計(jì)劃和考慮加以避免。