Интерфейс ieee-1394 (Fire Wire)

1. В каких задачах целесообразно использование интерфейса

Интерфейс разработан для высокоскоростных устройств, в первую очередь аудио-, видео-, мультимедийные приложения. В отличие от USB, который первоначально был разработан для периферийных устройств и высокоскоростных приложений.

2. В чем особенности топологии

Топология IEEE-1394 позволяет как древовидную, так и цепочечную архитектуру, а также комбинацию из того и другого. Поэтому легко строить любые варианты подключения различных устройств к шине.

3. Характеристики линии связи

БОльшая длина линии связи (до 100 м).

4. Какой режим обмена реализуется на интерфейсе

Интерфейс относится к классу синхронных интерфейсов с аппаратной синхронизацией. Это не дополнительная линия синхронизации. Дуплексный обмен. Две линии данных

5. В каких случаях целесообразно использовать синхронные (изохронные) пакеты? Асинхронные? Какие отличия в процедуре обмена? Сравнить с USB

Интерфейс работает с двумя типами пакетов: синхронных или изохронный. В последнем случае гарантируется доставка информации за фиксированное время.

Особенностью передачи асинхронного пакета является наличие в формате команды адреса отправителя, адреса получателя (рис.78). изохронный пакет более насыщен данными. в качестве адреса – идентификатор. Так что возможна как групповая, так и широковещательная передача (рис.7?).

6. Сравнительная характеристика usb и Fire Wire

Первый большой недостаток USB – способ распределения ресурсов (Master-Slave).

Второй – относительно низкая скорость.

Реконфигурация, длинные кадры и т.д. приводят к тому, что в USB много недостатков.

Отличия и особенности (здесь в основном говорится о 1394b):

• Большое разнообразие топологий в отличие от классического дерева USB.

• Большое число адресуемых устройств.

• Адрес 64-разрядный. (127 устройств, в каждом устройстве до 16 точек)

• В 1394b разрешены перекрестные соединения – петли.

• БОльшая длина линии связи (до 100 м).

• Дуплексный обмен. Две линии данных.

• БОльшая пропускная способность.

• Наличие большого числа равноправных устройств. Это относится к ведущим устройствам.

• Возможность обмена по шине между любыми устройствами, даже работающих на разных скоростях.

• Шина не требует централизованного управления со стороны ПК.

• Возможность соединения нескольких персональных ПК и периферийных устройств в единую локальную сеть

• Использование горячего подключения и принципа Plug and Play.

• Наличие более мощного источника питания. 30В; 1,5 А.

• Интерфейс работает с двумя типами пакетов: синхронных или изохронный.

• Интерфейс относится к классу синхронных интерфейсов с аппаратной синхронизацией.

• Гибкая система арбитража

Промышленные сети

1. В каких случаях целесообразно использование промышленных сетей? В чем их особенности?

Использование промышленных сетей целесообразно, когда не нужен централизованный характер обработки, и нужны системы с распределением на нижнем уровне и передачей информационных сигналов в цифровом виде, а также иерархическая структура сети.

Традиционно в промышленных сетях используется токовая петля. Как правило промышленные сети строятся по иерархическому принципу:

-уровень планирования;

-уровень управления техническим процессом;

-цеховой уровень;

-полевой уровень.

Каждый уровень иерархии предъявляет целый ряд требований к физической среде передачи, методам передачи, к рабочим хар-кам, допустимой задержки, длины сообщений, скорости.

2.Какие преимущества обеспечивает разделение сетей по уровням?

Каждый уровень иерархии предъявляет целый ряд требований к физической среде передачи, методам передачи, к рабочим хар-кам, допустимой задержки, длины сообщений, скорости.

1. на уровне планирования готовятся технологические документы которые пересылаются к рабочим местам (большие объёмы информации как правило передаваемые по Интернету )

2. для уровня управления характерными являются апериодические сообщения относительно большого объёма, для различных п/с. Если обмен выполняется в ходе технического процесса то м.б. введены ограничения на время обмена. Уровень управления производством состоит из участков объединённых в группы, контролирующие технологический процесс.

3. Внутри группы управление происходит на цеховом уровне, особенностью которого является синхронизация процессов работ в режиме реального времени, что не совместимо с длинной передаваемых пакетов информации, гибкая реконфигурация системы, необходимая адаптация к изменению количества и типа изделий.

4. Уровень датчиков - низкий уровень. Включает соответствующие технологическому процессу датчики и используемые механизмы. Задача этих устройств формировать и передавать информацию о состоянии технологического процесса. Общим для этого уровня является работа в реальном масштабе времени, с ограниченным временем отклика. Информация о событиях не большого объёма. Наличие не интеллектуальных и интеллектуальных устройств, работа с несколькими ведущими, работа в условии промышленных помех, повышенная достоверность передачи информации.

3. Какие факторы необходимо учитывать при выборе промышленной сети?

Типовые требования предъявляемые к промышленным сетям:

• Простая среда передачи, желательно 2-х проводные линии

• Возможность работы с различными топологиями

• Расстояние передачи до нескольких км ъ

• Желательно наличие электропитания через шину

• Различные режимы передачи информации (шипроковещ, групповой, адресн)

• Защита передачи информации

• Повышенная достоверность

• Возможность изменения числа узлов в сети

• Простая реконфигурация

• Относительно низкая цена качества

4.Основные требования, предъявляемые к уровню датчиков.

Одним из наиболее распространённых уровней датчиков является CAN bus

Этот интерфейс отличается повышенной надёжностью, относительно высокой скоростью, отсутствием автоконфигурации, на которое требуется много времени, но с возможностью изменения конфигурации сети, относительно быстрое время реакции на запрос, повышенная эксплутационная надёжность и одна не обнаруженная ошибка за 1000 лет, высокие скорости обмена 1мб/сек, на 40 метров, разнообразные топологии (шина, звезда), использование радиоканалов, использование линий связи (оптоволокно, витая пара, инфракрасный порт..), базовый электрический сигнал – дифференциальный, допускаются потенциальные сигналы. Развитей механизм анализа ошибок.

В системе не только обнаруживается ошибка, но в зависимости от её частости контроллер может переходить в различные состояния: активная ошибка, пассивная ошибка и отключение модуля.

Принцип действия:

На стадии арбитража определяется ведущее устройство. Интерфейс работает в широковещательном режиме. В качестве идентификатора перед информацией используется особое поле, разрядность которого 11 или 29 бит ведущее устройство начинает передачу с поля идентификатора. Все устройства подключённые к сети читают эту информацию, но считывают эту информацию устройства у которых идентификатор совпадает с передаваемым.

Достоверность передачи информации обеспечивается следующими механизмами:

- битстафинг

- CRC

- контроль кадра

- мониторинг шины

- бит подтверждения приёма данных

- для передачи информации используется NRZ кодирование.

В процессе обмена информацией используется 4 типа пакетов:

1. пакет данных

2. пакет удалённого доступа, если ведущему устройству необходимы данные от других узлов

3. пакет ошибки

4. пакет перегрузки, который формируется в том случае, если приёмник не успевает принимать передавать информацию.

Контроллеры CAN bus входят в состав ОМК, разработанных ведущими фирмами либо выпускается у виде автономных блоков. И в том и в другом случае необходимы внешние приёмопередатчики

Основные характеристики:

• способ реализации (программ/аппарат)

• возможные используемые кадры

• возможность программного управлении идентификаторами

• наличие буферов FIFO на входе и выходе.

5. В чем особенности уровня датчиков? Цехового уровня? Уровня управления?

Каждый уровень иерархии предъявляет целый ряд требований к физической среде передачи, методам передачи, к рабочим хар-кам, допустимой задержки, длины сообщений, скорости.

1. на уровне планирования готовятся технологические документы которые пересылаются к рабочим местам (большие объёмы информации как правило передаваемые по Интернету)

2. для уровня управления характерными являются апериодические сообщения относительно большого объёма, для различных п/с. Если обмен выполняется в ходе технического процесса то м.б. введены ограничения на время обмена. Уровень управления производством состоит из участков объединённых в группы, контролирующие технологический процесс.

3. В нутрии группы управление происходит на цеховом уровне особенностью которого является синхронизация процессов работа в режиме реального времени, что не совместимо с длинной передаваемых пакетов информации, гибкая реконфигурация системы, необходимая адаптация к изменению количества и типа изделий.

4. Уровень датчиков - низкий уровень. Включает соответствующие технологическому процессу датчики и используемые механизмы. Задача этих устройств формировать и передавать информацию о состоянии технологического процесса. Измеренные значения являются базисами для вмешательства в технологический процесс или управления. Общим для этого уровня является работа в реальном масштабе времени, с ограниченным временем отклика. Информация о событиях не большого объёма. Наличие не интеллектуальных и интеллектуальных устройств, работа с несколькими ведущими, работа в условии промышленных помех , повышенная достоверность передачи информации.