Riser插件降低PC机连接的成本 (图)

RISER插件提供了一种实现MODEM功能的新方式，可以令PC机的制造者们保存数目不多的PCE插槽，减少元件的数目，同时加速新产品上市的时间。

---- 在PC机上实现与外部世界的连接，哪种方式最为快速，易于实现以及成本最为低廉？最近出现的Riser插件标准提供了答案：将Modem和其它通讯系统中所具备的各种功能剥离出来并加以重新布置。过去，外置式调制解调器已经逐渐转到内置式调制解调器，这样，调制解调软件就是在PC机的CPU上运行。现在，Riser插件可以以更低的成本来完成更好的互连。设计人员通过使用Riser插件将大部分复杂的功能移出通讯卡，用直接的芯片组通讯来代替PCI总线接口。

---- 对于象调制解调器的情况，没有DSP芯片，没有调制解调控制，也没有呼叫处理电路，留下的仅仅是最基本的电子连接方式：编解码器和电话接口电路。对于象DSL和以太网等类似的连接子系统而言，也采用了相似的成本降低策略。

---- 由于riser插件具有已简化了的接口要求，因而完全可能以较低成本的串行接口来取代板卡所要求的PCI并行接口。不管怎么样，要实现这些降低成本的目的，关于riser插件和串行接口的标准必须建立，从而促进类似产品的面市。

新的连接结构体系

---- 为了实现基于riser插件的PC连接，有3个基本的标准被设计工程师们所广泛关注：音频移动riser(AMR)，移动子插件（MDC），通讯网络riser（CNR）和高级通讯riser(ACR)。这三个标准都是基于一个相同的基本思路，即：使得PC连接在降低成本的同时通过减少特别的通讯硬件和简化通讯通道接口来使连接更加高效。

---- 关键是要认识到每种通讯子系统都包含了一组相互一致的功能块，以及最优的应用规则。这些规则对于调制解调器、音频、以太网、DSL或是HOMEPNAC在家庭中利用电话插头组成局域网，都是非常相似的。由于外挂式功能选件的不断增加，PC机的尺寸不断缩小及可用的PCI插槽越来越少，riser插件的主要优点就是体现在对PCI插槽要求的减少。

---- 调制解调器---riser插件标准的主要焦点--就很好地说明了各种具体实现中出现的问题。所有的调制解调器必须能实现下列各种功能：

• 直接访问布局提供了公共交换电话网（PSTN）的隔离电路驻及将电话网络与PC机实现物理和电气连接的RJ-11接口。
• 编解码器能够实现电话线模拟电压与处理器能处理的离散二进制值间的转换。
• 数字信号处理（DSP）可以将编解码器的二进制信号解调，形成CPU可以处理的信息字节，也可以将CPU数据调制成离散的二进制数值。此外，这些实时的计算密集型操作还可进行错误校验，数据压缩和解压缩操作。
• 调制解调控制器，可处理PCI控制和调制解调器控制。
• 有一个EEPROM，不仅用于实现功能升级，还提供了供应商的证明用来得到微软硬件质量实验室（WHQL）的各项功能的使用授权。
• 有一个通用异步收发器，可提供调制解调器串行数据路径和CPU或系统并行总线间的转化。

降低成本

---- 在过去10年，实现上述各种功能的成本下降得很厉害，这主要是由于从离散的调制解调器转向了riser插件，以及软件的成本的变化--这是导致大多数成本下降的途径。以一个单位成本小于20美元的价格，在调制解调器硬件上能完成几乎所有的功能，包括DSP和调制解调控制器。

---- 对于单位成本小于15美元的情况，调制解调控制器就可以挪到CPU上执行的软件中，充分利用CPU的空操作时钟周期，同时也实现了软件下载方式的简单升级。另外，如果将DSP移植到CPU的软件中以及将总线接口也移到主板的芯片组中，就可以实现将单位成本降低到10美元或者是更低。这种策略对于HomePNA,DSL，以太网以及音频同样适用。

图1：一般地说，PC机核逻辑可以处理主CPU及其子系统间的I/O。 电子电路图

---- 习惯上，HOME PNA和DSL都是在PCI内插卡中来完成的。由于HOME PNA和DSL控制器已经移植到主板的芯片组中--通过新系列的南桥芯片组（超级南桥）来提供该项功能，这两种功能都可以被当作riser插件来实现。南桥芯片相当于传统PC架构（见图1）核心逻辑的一半，另一半就是北桥。

---- 在这种架构中，南桥发挥I/O控制器的作用，可管理PCI，IDE和USB接口，同时将I/O数据发送到北桥芯片中，而北桥则负责控制存贮器，图形控制器以及CPU间的数据通信。因为南桥芯片是通过PCI接口与调制解调器联系的，所以每一块调制解调卡都必须带一个PCI控制器。

---- 在新的核逻辑芯片组中，南桥芯片具有高级的控制器和接口，可以支持诸如音频，调制解调，HomePNA和DSL等功能。现在，已不再把音频及调制解调功能集成在PCI内插卡上，而是把这些功能集成在一个调制解调riser插件上，与超级南桥芯片直接接口。（见图2）

图2：今天的超级南桥芯片组利用riser插件和通用串行总线来控制通信。 RFID技术网

---- 将PCI控制器从插卡中移走还有另一个优点，那就是可以用一个较便易的串行接口来代替PCI总线，以实现板卡到主板的接口。由于采用的是直接芯片组通讯，避免了可能存在的PCI总线拥塞现象，这种串行接口的性能还有可能超过PCI接口。

创新推出的riser插件

---- 通过准许多个元件来源， 这样多种的标准就提供了不同程度的成本降低，这是由于供货商不得不在性格、性能以及创新性上进行竞争。对于元件制造商实现创新的一种方式就是，用固态基于电容的设计方案取代调制解调器的基于变压器的电话DAA方案，既可以降低成本，也可以减少尺寸和功耗。另一个方式就是在riser插件上进行功能组合，减少成本的同时也为终端用户提高了价值。

---- 有一个很好的例子，就是在单个CNR和ACR插件上将HomePNA和V.90（56K）功能组合在一起。在美国，有一种趋势正在增强，那就是利用HomePNA网络来共享打印机和外围设备，以及在多个PC机间进行internet连接，其中的一台PC机起服务器的作用。使用一个组合了V.90和HomePNA的riser插件可以减少冗余的硬件部分，从而降低了成本。

---- 另一个很有价值的组合方式是调制解调器和以太网的组合，这样笔记本电脑的用户就可以在单位的时候用以太局域网上网，在家里用模拟的调制解调器上网。还有一个非常诱人的组合是V.90与DSL和HomePNA的组合，这样PC机的设计工程师可以在现在还使用模拟调制解调器的PC机上配备DSL的功能。

问题：软件支持

---- 在挑选riser插件芯片组以及驱动程序的时候，设计人员应当考虑它们是否能满足不同的执行标准。"标准"的产品与其它执行相同标准的产品并不完全一样。今天，功能的增加量在于主CPU中的软件--要问一下供应商它们的产品支持多少种环境，能支持多久？

---- 调制解调器设计人员面临的一个重要挑战就是软件能否支持那些来自不同生产商的超级南桥芯片组？每一个供应商在进行串行连接时都是不同的，一个理想的驱动软件应当有足够的稳定性，可以在多种蕊片组条件下运行。如果驱动软件的结构只能支持一部分硬件，那么就应当尽量做到只要做一点变动就可支持多种平台和芯片组。

挑战：支持不同的结构

---- 支持不同的调制解调器以及音频结构是设计中面临的另一项重要的挑战。通常的解决办法是将超级南桥芯片和硬件音频编解码器直接放在主板上，而软件调制解调则在riser插件中。

---- 这里，初级编解码器在主板上，二级编解码器则在riser中。别的主板生产商也许为了高端PCI音频卡进行优化，这使得在riser中是初级编解码器，调制解调也在riser中。调制解调驱动软件必须能在运行过程中探测出这种不同，并转向合适的驱动硬件。

警惕差异性

---- 优化riser插件的策略会影响到产品的价格，上市时间以及终端用户的使用便捷性，即使是在一个标准定义的市场中，设计人员也必须很仔细地挑选产品。

---- 标准自身就意味着设计的灵话性，功能的丰富性以及得到业界支持的程度。并不是所有的通讯产品目录中的产品（如DSL产品）都得到所有标准的支持，设计人员应当对这些差异保持警惕。

---- 此外，这些标准并不支持备件市场的I/O扩展槽（对零售渠道的市场升级仍然有用），它必须由工厂的系统制造商或系统集成商来完成。

---- 除了成本、元件的供货，以及与现有设计的相容性以外，你对标准的选择将决定你未来的方向。例如，虽然AMR/MDC标准定义的是支持多通道音频（如DVD的音频部分），今天的超级南桥芯片仅仅支持两个通道的音频。类似，AMR定义了对两个调制解调器的支持，而眼下的超级南桥芯片只能支持一个。

---- 设计人员也需要考虑到他们将如何区分音频、调制解调以及其它的子系统以满足不同的用户模式要求，以及是否有合适的riser芯片和驱动软件来支持不同的用户模式。有一个好消息，那就是设计人员已经有了新的设计选择。

---- 将各种功能从插入卡上移走，并将它们集成在主板上，这种riser插件的标准开辟了一条新的途径：使我们在降低PC连接成本的同时能够按用户环境的要求来进行定制设计。设计工程师们又有了多种选择也许有一些真的是有利可图的呢。 嵌入式开发网

原文地址:http://www.epc.com.cn/magzine/20060105/5389.asp
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