連接性是影響非商業應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傳輸系統。
由于嵌入式系統采用了網絡結構,以太網交換機的應用日益廣泛。RecabUK技術主管MarkJeffrey解釋了如何選擇以太網交換機來滿足苛刻的操作環境。
今天這個互聯網絡的世界里,與因特網相連的設備數量日增。據研究公司調查,每秒有127個新設備與因特網相連,全世界有數十億個連接設備。如果考慮到局域網(LAN),這些數據將增加,它們由鐵路、軍事和國防、工業和海洋部門的連接的關鍵嵌入式系統組成。
交換機是網絡體系結構性能的核心,它允許被連接的計算機和設備間的數據傳遞,以及通過諸如以太網這樣的協議傳輸到更大的網絡。在惡劣環境、車載網絡、離散和工藝制造等應用中,保護這些開關特別重要。
保證在嚴酷的環境下能正常運作,以太網交換機需要進行加固。然而,在考慮采用以太網交換機作為加固方案的一部分之前,需要了解交換機的作用和網絡需求。RecabUK在開發堅固的嵌入式系統并具有以太網能力方面的經驗告訴我們,首先要設計網絡,然后再對其及其部件進行加強,以保證最優的解決方案。
互聯網技術特征
DiamondSystems在這一主題的白皮書中列出了網絡應用的一些主要需求。這包括有一臺使用單一物理設備建立和管理多個網絡的能力、流量監控的鏡像端口、用于擴展本地網絡的菊花鏈路交換機、保護網絡流量并加固網絡組件。
安全性是一個相當復雜的領域,但對關鍵應用而言卻是非常重要的。有兩種類型的網絡安全:虛擬安全,主要是從軟件系統和數據加密中產生的;物理安全,由組件部分起到維護數據完整性的作用。
①虛擬安全:以入侵者探測系統為例,它發現潛在的安全漏洞,記錄可能存在的漏洞信息,并在控制臺或串行端口發出警報。與此相輔相成的是網絡加密標準。
②物理安全:特定交換機端口提供了物理安全,因此在關鍵的嵌入式網絡項目中與嵌入式專家進行協作是非常有價值的。小型可插拔端口(SFP)能把網絡中的銅介質轉變成光纖信道。因為光纖技術是一種電介質,所以能有效地保護介質免受電磁(EM)窺探等惡意攻擊。光纖信道還有一大優點,可以在遠距離傳送數據,減少信號損耗。
常用的混合媒體應用程序使用銅線網絡進行本地通訊,并用光纖網絡接口以實現較高速度、網絡至網絡連接和長距離通訊。這樣,一些小的以太網交換機制造商在他們的產品中包括了端口組合。RecabUK,與主要的以太網交換機廠商合作,意味著我們能夠開發一種提供靈活和更高安全的解決方案。
加固
加固是很多網絡應用中的一個重要考慮因素。適合戶外應用、車載網絡、離散和流程制造中的工廠車間應用等。
對這類應用,我們必須考慮環境狀況。特別是系統設計者應該注意工作溫度范圍、工作過程中的沖擊和振動,以及電源質量等因素。在很多重要的應用中,網絡設備的尺寸、重量、功率和成本(SWaP-C)也是一個重要的考慮因素。
選擇一個現成的以太網交換機產品是為了滿足苛刻的應用程序,需要清楚地理解環境需求和評估每一產品的規格。要想在嚴酷的環境下茁壯成長,網絡必須考慮到這些要求。為了驗證性能,從PCB設計、部件規范到嚴格的環境測試,這包括了擴展溫度操作。
具體要求隨應用而不同,因此沒有一種適用于所有方法的開關選擇或加強方法。遺憾的是,對大多數系統設計者而言,它要比指定端口數或所需的數據速度復雜得多。
由于連接在非商業應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、持久的嵌入式系統性能。選錯開關或者不能對操作和環境要求進行完整的計劃是一種代價高昂的錯誤,但是可以通過計劃和考慮加以避免。