9.4 Разработка устройств сопряжения для q-bus
В связи с тем, что в новых разработках магистраль Q-bus практически не используется, рассмотрим в качестве чисто учебной задачи примеры проектирования интерфейсных узлов модулей ввода-вывода.
Задача 1: Разработать интерфейсный узел модуля вывода, содержащего два 12-ти разрядных регистра с адресами 177750 и 177752, не использующий сигнал ВУ.
|
|
|
Рис. 9.28 Схема сопряжения с магистралью |
Реализацию модуля выполним на микросхемах шинного формирователя (рис. 9.29).
|
|
Таблица истинности
| |||||||||
|
Рис. 9.29 Шинный формирователь | ||||||||||
Представим схему селектора адреса
|
Распознавание адреса 177750 или 177752
|
|
Рис. 9.30 Схема селектора адреса |
Пример 2: Разработать модуль вывода. Адреса трех регистров: 170002, 170004, 170010. Разрядность данных 8 бит. Сигнал ВУ используется.
Рис. 9.31 Схема сопряжения с магистралью
9.5 Контрольные вопросы и задания
1. Какие задачи должны быть решены при разработке устройств сопряжения?
2. Какая логика используется на магистрали ISA?
3. Синхронной или асинхронной магистралью является магистраль ISA?
4. На каких элементах могут быть реализованы селектора адреса на магистрали ISA?
5. Охарактеризуйте достоинства и недостатки реализации селектора адреса на магистрали ISA на разных элементах.
6. В чем специфика устройств сопряжения для магистрали Q-bus?
7. Какие наиболее перспективные варианты реализации интерфейсных блоков существуют в настоящее время?
Глава 10. Промышленные интерфейсы. Сетевые протоколы в автомобиле
10.1 Промышленные Fieldbus (полевые) сети
В настоящее время интенсивно развиваются распределенные системы автоматизации. Их цель – удешевление и упрощение технология производства и эксплуатации системы автоматизации за счет обеспечения сквозного сетевого доступа от мощных супервизорных компьютеров и многофункциональных контроллеров до интеллектуальных пассивных компонентов. Возможности управления с верхнего уровня технологического процесса на уровни производства. Под термином «fiеldbus» (полевая шина) или по-другому промышленная сеть, понимается коммуникационная технология построения единой информационной сети, объединяющие контроллеры, датчики и исполнительные механизмы, т.е. fieldbus включает в себя некоторую физическую компоненту (обычно RS – 485 или оптоволокно) и программно-логический протокол взаимодействия элементов. Сейчас на рынке существует 50 вариантов промышленных сетей и основная проблема это проблема выбора конкретного варианта (закрытые системы или открытые системы). Под закрытыми системами понимают уникальные системы, т.е. производит и поддерживает одна компания, работающие по уникальным протоколам связи. Большинство этих систем зародилось в те времена, когда проблема интеграции изделий различных производителей не считалось актуальной. Для стандартизации сетей была разработана специальная модель.
10.1.1 Модель osi (Open System Interconnection) (iso/osi) для стандартов.
Таблица 10.1
Модель OSI для стандартов сетей
|
Уровень 7 |
Прикладной |
Application |
Ориентированы на пользователя |
|
Уровень 6 |
Уровень представления |
Presentation | |
|
Уровень 5 |
Сеансовый |
Session | |
|
Уровень 4 |
Транспортный |
Transport |
Ориентированы на сеть |
|
Уровень 3 |
Сетевой |
Network | |
|
Уровень 2 |
Канальный |
Data Link | |
|
Уровень 1 |
Физический |
Phisical |
7-ми уровневая система. Когда организация или фирма разрабатывает собственный интерфейс, должна ориентироваться на эту модель. В стандарте на интерфейс могут быть представлены не все уровни, но в основном нижние уровни, представлены. Могут встречаться и другие уровни.
|
RS-232 |
L=15 м V=20 Кбит/с
|
|
|
RS-422 |
L=12 м; V=10 Мбит/с L=120 м; V=1 Мбит/с L=1200 м; V=100 Кбит/с
|
|
|
RS-423 |
L=9 м; V=100 Кбит/с L=91 м; V=10 Кбит/с L=1200 м; V=1 Кбит/с
|
|
|
RS-485 |
L=12 м; V=10 Мбит/с L=120 м; V=1 Мбит/с L=1200 м; V=100 Кбит/с
|
|
Первыми после RS-232 появились RS-422, RS-423, но наибольшее распространение получил интерфейс RS-485, т.к. он позволяет реализовать сеть (многоточечное соединение). RS-232 и RS-423 используют несимметричные линии интерфейса. В RS-423 использование дифференциального кода повышает показатели. Для того, чтобы обеспечить высокую помехоустойчивость, в RS-422 и RS-485 используется симметричная линия (источник с противофазным выходом, а приемник с дифференциальным входом). Физическое представление симметричной линии – витая пара.