吳康

    本文介紹發掘網絡門鎖開發的最佳途徑與各技術方案比較，并重點分折網絡與數碼相機兼容功能的微控制器——TINI平臺的技術應用。

    尋找要具有網絡與數碼相機兼容功能的微控制器

    對于個人電腦的軟件開發者與嵌入式系統的開發者相比，有許多優越性，不僅是因為他們所面對的系統具有和幾年前的超級計算機相匹美的處理能力和存儲容量。面且，這些系統通常是是現成的。相比之下，則嵌入式系統開發者所面對的對象，不僅是規模小得多的系統，而且通常他們不得不先要完成系統設計。

    由于嵌入式系統方案的選擇取決于課題的規模，如果該課題相對來說是一個比較簡單的設計，即只涉及到少量的用戶交互操作并只需控制少量的外設，那么選用處理能力較低的8位微控制器就可以了，如8051、68HCll、或是PIC(程序中斷控制器)以及它們的變種，其解決方案通常可以提供足夠的能力和靈活性.反之，如果該課題需要相當多的用戶交互操作，需要通過以太網通信或者需要與像數碼相機那樣的復雜外設通信，那么通常就要選用PC—104、StrongARM(堅固的先進精簡指令集運算機器)或是其他類型的“一卡路里個人電腦”，而這些解決方案通常能夠提供充裕的處理能力與復雜的操作系統以及大量的RAM。

    然而，在上述這兩種解決方案之間還有一片中間(或稱灰色)地帶，在這中間地帶有三種可能方案。

    第一種可能方案

    當今有不少開發制造商均想要進軍競爭激烈的網絡門鎖市場，這是由于近年來安全狀況需有高度警戒的要求，為此，各公司、企事業等用戶都希望安裝的門鎖不僅僅依靠用戶的ID號碼來控制用戶的出入。同時也希望有這樣一種電子門鎖:當用戶想要開門時，可以拍下用戶的面部照片或拇指的指紋；而這些圖像通過網絡傳輸到中央服務器用于記錄圖像識別與確認；如果圖像得到確認，服務器則對網絡門鎖作出響應，則門便為用戶打開。于是制造商們(如Mr.Joe)希望他的客戶都安裝有這樣設施的電子門鎖的門。據此，至關重要的是開發制造商們必須將成本控制在較低水平。

    第二種可能方案

    與上述開發制造商們作競爭的對手大有人在，也正在研制一種網絡相機門鎖，采用的方案是8位RISC(精簡指令集電腦/運算)與以太網控制器相連。但該方案中8位RISC能力不足不易實現，如采用Harvard(哈佛)結構的芯片與以太網控制器相連的方案則在能力上要強得多。然而，這些項目中的大部分都遠未成熟，很難獲得商業界(尤其在性能價格比上難以支持)，而且，TCP／IP棧也受到了結構本身的限制。如果說這種方案應用在網絡通信方面還勉強合格的話，那么用于與數碼相機通信時就無法勝任了。一幅能滿足要求的圖像需要40kB至60kB的存儲空間，還不包括與之競爭的程序存儲空間。即便采用非Harvard(哈佛)結構，而又對于傳統的8位微控制器來說，需要處理的工作和數據的量還是太大了。

    第三種可能方案

    該第三種可能研制方案采用的是嵌入式Linux(一種可免費使用的Unix操作系統)或Pocket (袖珍)PC使用的Strong ARM，它具有高速的I／O以及網絡通信能力，而對嵌入式系統設計的藝術與精巧擱在一邊毫不重視.故這種方案是殺雞用牛刀，因為除了拍照的時候，處理器在大部分時間都處于空閑狀態。對于這個課題，真正理想的解決方案并不需要大量的存儲空間以及很強的處理能力。而運行嵌入式Linux或Pocket PC會使系統過于臃腫，對這樣一個簡單的裝置來說，成本太高了。

    相比結果，開發制造商直正需要的只是一款足以應付網絡和相機的微控制器，它應比32位方案便宜得多，并且功能少得多。如果該類微控制器具有支持比用純匯編高級的語言以簡化開發過程的功能，這對開發制造商將有極大的幫助。那開發制造商將如何從性能戰勝第二種可能方案，從價格上戰勝第三種可能方案，而贏回其性能價格比呢?于是TINI平臺出場了。將以下面三大部份：通向網絡的橋梁、獨特的網絡相機、軟件實現作分折。

    什么是通向網絡的橋梁或捷徑

    TINI——微型因特網接口是Dallas Semiconductor的產品。TINI平臺被設計用來作為連接網絡的橋梁：PC機可以通過TCP／IP與TINI通信，TINI可以與傳感器、傳統硬件或其它設備通信。TINI