Протокол canbus
История данного протокола возникла в 80-е года, когда технология подошли к такому этапу, что возникла необходимость сбора и обработки результатов от множества датчиков устанавливаемых на автомобиле.
Эту задачу можно было решить только при использовании сетевой структуры объединяющей все компоненты и используется для этого недорогую последовательную сетевую структуру. По этой причине фирма BOSC разработала протокол CANBUS(Control Area Network) который был утвержден международной организации по стандартам качества ISO 11898 был взят за основу. Данный протокол первый и второй уровень модели OSI по своим характеристикам он удовлетворяет своим требования задач реального времени. Реализованный механизм передачи данных позволяет обнаруживать и исправлять ошибки с хемминговым расстоянием 6, т.е. 2 ошибочных бита исправляется и 5 ошибочных битов обнаруживается. Система на основе CANBUS легко конфигурируется и обладает средствами централизованной диагностики. CANBUS это последовательная шина механизм которой описывается моделью децентрализованного контроля за доступом к шине так называемой модели CSMA/CM модернизированной моделью CSMA/CD. Отличие данных заключается в механизме разрешения коллизии. В CANBUS каждый блок данных содержит дополнительный 11битный индетификатор который по сути является данного сообщения. Назначение сообщений может происходить следующим образом:
1для параметров скорости;
2для частоты вращения коленчатого вала.
Каждый узел приемник сети сам выбирает предназначенное для него сообщение. Возможные коллизии связаны с одновременным запросом шины, разрешаются на основе приоритетности сообщения. Право на работу с шиной получит тот узел который имеет наибольший приоритет. В каждом сообщении может быть передано от 0 до 8 бит. Большие блоки данных можно передавать за счет принципа сегментации.
Фирма CANBUS лицензионное право на выпуск микросхемы:
IAM, Inicore, Intel, Intermetall, Motorola, Naсhonal Semiconductor, NEC, Philips, SGS-Thompson.
Микроконтроллеры для разных марок: Intel(82526,82627), NEC(72005), PHILIPS(82C200), Siemens(81C90101).
В марте 1990 года производители аппаратуры CANBUS создали международную ассоциацию CAN in Automation(CiA). Эта некоммерческая организация которая занята продвижением данного протокола и системных решений на его основе. В настоящее время она объединяет порядка 170 фирм. Протокол CANBUS закрывает первые и вторые модели OSI модели, сегодня уже есть CANBUS решения для седьмого уровня OSI модели, это протоколы промышленных сетей SDS(Honey well), DeviceNET(Alien Bradley), CAL(CiA). Каждый из этих высокоуровневых протоколов имеет свое назначение.
Протокол Lon Works
Данный протокол был спроектирован американской фирмой Echelon Corporation. Для построения систем управления с большим числом каналов данных получаемых на основе коротких сообщений между большим количеством узлов сети. Каждый узел работает независимо и имеет возможность общаться с другим любым узлом в зависимости от различных событий, например, по изменению состоянию на входных каналах или по возникновению каких-либо таймаутов. Узлы должны отвечать на запросы и выполнять команды со стороны других узлов. Если говорить о методе доступа к среде передачи, то здесь был использован по CANBUS CSMA/CD. Структура Lon сети описывается с помощью конфигуратора сети. Он позволяет устанавливать, например, взаимосвязь входных и выходных аналоговых каналов между разными узлами сети. Разработанные таким образом конфигурации записываются в память каждого узла. Сеть Lon включает группу устройств(сети) соединенных тем или иным способом физического интерфейса(витая пара, радио канал, оптоволокно). Скорость зависит от среды передачи данных и может достигать 1.25МБот. Каждое устройство подсоединенное к Lon сети содержит специальный интерфейсный контроллер Neuron состоящий из трех микропроцессоров в одном корпусе:
1МAC(media acsess control CPU);
2NET(network CPU);
3APP(application CPU).
МAC он реализует первый и второй уровень OSI модели. NET реализует третий и шестой уровень OSI модели. APP обрабатывает задачи приклад ного характера. Весь этот микропроцессорный набор работает на частоте 10МГц. Диапазон возможных скоростей передачи данных в сети от 4.88кБот-1.25МБот. Наиболее часто используется скорости 4.88кБот и 1.25МБот.\
Произвольная топология не имеет ограничений на структуру сети, она и может быть построена в виде звезды, колец и множества систем. Такая топология должна обязательно иметь хотя бы один блок терминатора сети. Особенности использования Lon сети состоит в том, что устройство разработанное для одной топологии из-за отсутствия универсальных трансиверов нельзя использовать в другой сети.
Характеристика |
Произвольной топологии |
Для линии |
Максимальное расстояние, м |
500-1400 |
2000 |
Максимальное число узлов |
64 |
64 |
Пропускная способность (пакетов/с) |
||
12-байтовые пакеты |
Пиковая 400 устойчивой 320 |
|
64-байтовые пакеты |
Пиковая 100 устойчивая 80 |
|
Все данные передаваемые пол Lon имеют некоторый стандартный тип сети (Standart Network Varialle Type) SNVT. Используя этот тип можно получить представление для переменных, например(напряжение, температура). Когда сеть сконфигурирована отдельные узлы посылает свои подробности SNVT в некоторый центральный узел который хранит их место положения в сети. SNVT позволяет строить сеть в которой узлы могут заменяться на другие без изменения программного обеспечения. Для продвижения промышленной сети Lon сети создана международная организация The lonMark Interoperability Association.