Microsoft .NET Gadgeteer 小型電子模塊編程平臺

     Microsoft .NET Gadgeteer 為開發小型電子模塊或嵌入式設備的用戶，提供一個快速構建原型機的平臺。它結合了面向對象編程的優點，提供一系列電子模塊，可以快速地用這些模塊進行計算機輔助設計。
     通過.NET Gadgeteer模塊可以很容易的構建簡單或復雜的設備。每個模塊都可以提供相應的功能，諸如顯示圖片、播放音樂、采集圖像、獲取環境參數等等。
     該平臺構建在.NET Micro Framework平臺之上，在Visual Studio IDE環境中，采用C#開發語言對小型電子設備進行編程和調試。
     這種強大的組態特性，使構建一個功能齊全設備的用時僅為幾個小時，而不是原來的幾天或幾周。

     我以前就曾經說過.NET Micro Framework就是嵌入式領域內的腳本語言，就像網頁開發之于腳本語言一樣，可以大大提高開發效率，節省大量開發時間。 不過有人質疑性能問題，和匯編和C語言相比，這確實是一個問題，不過在物聯網領域，在需要互相通信交互的領域，開發語言本身的運算性能已變的不甚重要，因為最終設備的性能決定在通信鏈路（或者說通信規則本身）上，而這個目前確是一大瓶頸，就像目前制約網頁瀏覽的瓶頸在于網絡通信本身一樣。 前段時間，我對一些設備進行通信測試，發現就與設備通信而言，.NET Micro Framework的交互性能反而略好于PC系統，相關測試結果如下：

    1 測試環境

   嵌入式硬件平臺：Atmel  sam9261-EK 開發板 主頻：200MHz

   嵌入式軟件平臺：.Net Micro Framework V4.0

    PC硬件配置：HP Compaq dc7800  主頻：2.33GHz

   軟件平臺：   Windows Vista + .Net Framework V3.5

    相同的.Net C#測試程序

    2  Modbus RTU通信測試

   2.1 Modbus RTU Slave設備

   西門子 S7-PLC 224

    2.2 波特率19200 無校驗

    單字節傳輸時間：10*1000/19200 = 0.52ms

    2.3 波特率 115200無校驗

    單字節傳輸時間：10*1000/115200 = 0.087ms

 

    2.4 性能分析

   通信時間 = 發送幀傳輸時間 + 從設備響應時間 + 返回幀傳輸時間 + 主設備處理時間

   絕對傳輸時間 = 發送幀傳輸時間 + 返回幀傳輸時間

 

由于Modbus從設備大都是一些基于8位單片機的設備，CPU運算能力低，并且要計算CRC校驗，所以通信的瓶頸主要在從設備響應時間上，從測試結果上看，也反映了這一點。在某些測試項上，嵌入式設備甚至領先PC，這是因為嵌入式設備專注相關通信，而不像PC同時執行多任務操作。

    結論：在和硬件設備通信方面，嵌入式設備和PC旗鼓相當。

     3 RFID 讀卡測試

    3.1 硬件設備

    設備：EHUOYAN公司YHY632型號讀卡器

   卡片：S50  EEROM  1K字節

    3.2 波特率115200 無校驗

   讀卡步驟：

    1、 獲取卡的類型

    2、 獲得卡號

    3、 選定卡

    4、 設定指定扇區的密鑰KEY

    5、 讀取指定扇區、指定塊16字節的數據

 

3.3 性能分析

讀一次卡信息，一般需要5次交互時間，通信瓶頸來源兩個環節：

1、RFID卡和讀卡器之間

由于RFID卡上僅含控制器（無CPU模塊），還需要從EEROM上讀取數據，并且要進行加解密運算，所以相對耗時。RFID卡的響應時間是最大的時間瓶頸。

2、讀卡器和嵌入式設備或PC之間

這個和Modbus RTU通信項類似，不同的是，不同廠家讀卡器的通信協議有可能不同，讀寫時間會有些許差別，但沒有數量級上的差別。

由于嵌入式設備專注于與設備通信，其測試結果優于PC。

結論：嵌入式設備優于PC