Сравнительное изучение

Многоуровневая структура

Каждый сетевой протокол обычно сравнивают с многоуровневой ISO-моделью и между ними устанавливают соответствие. Систему PROFIBUS можно прямо свести к ISO-модели с пустыми уровнями 3. Аппаратура, канал передачи данных и управление определены в разделе 1; FMS, LLI и управление уровнем у в разделе 2. Канальный уровень делится на подуровни Medium Access Control -MAC (уровень доступа в среду) и Fieldbus Logical Control - FLC (логическое управление fieldbus). MAC обеспечивает протокол доступа в гибридную среду. FMS описывает объекты связи, сервис и соответствующую модель с точки зрения партнера по коммуникации. Основными задачами LLI являются организация отображения FMS и FMA** на FDL***, установление связи, отключение, диспетчеризации связи и управление потоками, FMA выполняет контекстное конфигурирование и исправление ошибок.

Система CAN имеет трехуровневую структуру: физический уровень, уровень пересылки и объектный уровень. Уровень пересылки воспроизводит сообщения, получаемые на объектном уровне, и принимает сообщения, которые следует передать на объектный уровень. Уровень пересылки ответствен за битовое тактирование и синхронизацию, кадрирование сообщений, арбитраж и т.д. Объектный уровень занимается фильтрацией сообщений, а также обработкой статуса и сообщений.

Система FIP является также трехуровневой моделью с физическим уровнем, уровнем передачи данных и уровнем приложений. Уровень передачи данных отвечает за все функции управления в реальном времени, а именно: за выбор в реальном времени циклов сканирования, подтверждение управления качеством и передачи переменной, связность элементов распределенной базы, синхронизированное квантование и управление, выбор множества диспетчерских услуг без внесения помех в трафик реального времени и т.д.

Физический уровень

Среда

Система PROFIBUS определяет в качестве среды лишь экранированную витую пару с характеристическим импедансом 100...130 Ом. Длина кабеля не превышает 1200 м. Длина линии и число связанных станций могут быть увеличены путем установки повторителей (не более трех). Кабель шины должен оканчиваться так, как это описано в стандарте EIA RS-485. Каждая станция, предназначенная для окончания линии, должна обеспечивать напряжение +5В на контакте б сетевого соединения и ток не менее 10 мА. Система FIP поддерживает как витую пару, так и оптоволоконные средства передачи.

Максимальное расстояние между узлами может составлять 2 км при 256 станциях в сети. В CAN не определяются характеристики драйвера/приемника и среды, что позволяет оптимизировать в соответствии с применением среду передачи и реализацию уровня сигналов.

Метод передачи

В системе PROFIBUS каждый бит кодируется без возвращения к нулю и передается дифференциальным напряжением. Во время периода молчания незаземленная дифференциальная линия переводится оконечным устройством в единицу. Она передает данные как символ- ориентированные. Система FIP передает код и информацию таймера, кодируя их посредством Manchester II. Скорости передачи данных определены равными 31,25 Кбит/с, 1 и 2,5 Мбит/с. Арбитраж в FIP основан на назначении ременного окна каждому узлу для периодических данных и назначении окна по запросу для апериодических (рис. 2); существует необходимость глобальной синхронизации тактового генератора. Аналогично в CAN осуществляется передача двух взаимно дополняющих логических значений: рецессивного и доминантного. При одновременной передаче доминантного и рецессивного битов результирующий канал будет доминантным. Для аппаратной реализации логического "И" используется логический "О". Бит кодируется без возвращения к нулю. Время передачи каждого бита делится на не перекрывающие друг друга сегменты: синхронизацию, прохождение, фазы / и 2.

Сегмент синхронизации используется для синхронизации различных узлов системы. Предполагается, что фронт импульса лежит внутри этого сегмента. Сегмент прохождения служит для компенсации времени физической задержки. Он равен удвоенной сумме времени прохождения сигнала по линии.

Фазовые сегменты используются для компенсации фазовой ошибки фронта импульса. Эти сегменты можно укоротить или удлинить. Уровень канала считывается в конце фазы. Все контроллеры CAN синхронизируют на старте кадра. Таким образом, необходим типичный допуск на генератор, составляющий 1,58 % при скорости передачи информации по каналу, равной 125 Кбит/с. Поскольку системы FIP и CAN работают при глобальной синхронизации тактовых генераторов, им в отличие от PROFIBUS требуются жесткие допуски на частоту тактовых генераторов.

FOUNDATION FIELDBUS или PROFIBUS-PA?

1. Введение

2. Общие черты и особенности

3. Управление на базе систем нижнего уровня

4. Функциональная совместимость

5. Открытость

6. Заключение