汽車電子技術(shù)與單片機(jī)

1、汽車電子技術(shù)與單片機(jī)第1頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的新的技術(shù)領(lǐng)域。若干計(jì)算機(jī)用通信信道連接在一起，相互之間可以交換信息共享資源，就形成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）提出的“開(kāi)放系統(tǒng)互聯(lián)”（OSI）的參考模式中，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)劃分為7層。從上到下依次是應(yīng)用層、表示層、會(huì)話層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層，如圖5-1所示。下面簡(jiǎn)要介紹網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)各層的功能。下一頁(yè)返回第2頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)一、物理層物理層（Physical La

2、yer）的作用是在物理傳輸媒體上傳輸各種數(shù)據(jù)的比特流，而不管數(shù)據(jù)的類型和結(jié)構(gòu)如何。這一層除了規(guī)定機(jī)械、電氣、功能、規(guī)程等特征外，主要考慮的問(wèn)題還有：1.傳輸速率這里由波特率（每秒傳輸?shù)拇a元數(shù)）和比特率（每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)）之分。2.信道容量信道容量即信道能支持的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，它由信道的帶寬和信噪比來(lái)決定。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第3頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3.傳輸媒體傳輸媒體也就是傳輸電信號(hào)的物理介質(zhì)。4.調(diào)制/解調(diào)調(diào)制/解調(diào)就是將一種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合在信道上傳輸?shù)哪撤N電信號(hào)形式。5.交換技術(shù)交換技術(shù)有三種：電路交換、報(bào)文交換和分組交換。（

3、1）電路交換：要求在通信雙方之間建立起一條實(shí)際的物理通路，并在整個(gè)通信過(guò)程中，這條通路被獨(dú)占。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第4頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（2）報(bào)文交換：就是一個(gè)報(bào)文（長(zhǎng)度無(wú)限制的數(shù)據(jù)塊）在通過(guò)從源站到目的站之間的中間站時(shí)采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式（有緩沖區(qū)）。（3）分組交換：就是將一個(gè)大報(bào)文分割成一定長(zhǎng)度的信息單元（分組），各單元依次編號(hào)，以分組為單位進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。6.網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲妇W(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)結(jié)構(gòu)形式，如圖5-2所示，主要有以下幾種：（1）星型拓?fù)洌涸谛切屯負(fù)渲校總€(gè)站點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)點(diǎn)連接到中央節(jié)點(diǎn)，任何兩站之間的通信都通過(guò)中央節(jié)點(diǎn)進(jìn)行。星

4、型拓?fù)洳捎秒娐方粨Q，一個(gè)站點(diǎn)的故障只會(huì)影響本站，而不會(huì)影響到全網(wǎng)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第5頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（2）總線型拓?fù)洌翰捎脝我恍诺雷鳛閭鬏斀橘|(zhì)，所有站點(diǎn)通過(guò)相應(yīng)硬件接口接至這個(gè)公共信道（總線）上，任何一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送的信息，所有其他站都能接收。（3）網(wǎng)型拓?fù)洌好總€(gè)站點(diǎn)都有一條或幾條鏈路同其他站點(diǎn)相連。（4）樹(shù)型拓?fù)洌簶?shù)型拓?fù)涫菑目偩€型拓?fù)溲葑兌鴣?lái)的。從樹(shù)根開(kāi)始，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)下都可以有多個(gè)分支。（5）環(huán)型拓?fù)洌涸诃h(huán)型拓?fù)渲?，站點(diǎn)和連接站點(diǎn)的點(diǎn)點(diǎn)鏈路組成一個(gè)閉合環(huán)路，每個(gè)站點(diǎn)從一條鏈路上接收數(shù)據(jù)，然后以同樣的速率從另一條鏈路發(fā)送出去。上

5、一頁(yè)下一頁(yè)返回第6頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)7.多路復(fù)用技術(shù)采用多路復(fù)用技術(shù)，可以將多路信號(hào)組合在一條物理信道上進(jìn)行傳輸，到接收端再將各路信號(hào)分離開(kāi)來(lái)。多路復(fù)用技術(shù)有多種形式，如頻分多路復(fù)用（FDM）、時(shí)分多路復(fù)用（TDM）和碼分多路復(fù)用（CDMA）等。（1）頻分多路復(fù)用：就是將信道帶寬按頻率分割為若干個(gè)子信道，每個(gè)子信道用來(lái)傳輸一路信號(hào)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第7頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（2）時(shí)分多路復(fù)用：就是將使用信道的時(shí)間分成為一個(gè)個(gè)時(shí)間片，按一定規(guī)律將這些時(shí)間片分配給各路信號(hào)，每

6、路信號(hào)只能在自己的時(shí)間片內(nèi)獨(dú)占信道進(jìn)行傳輸。（3）碼分多址（使用所謂擴(kuò)頻技術(shù)）：它允許所有站點(diǎn)在同一時(shí)間使用整個(gè)信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。二、數(shù)據(jù)鏈路層在物理線路上，由于噪聲干擾、信號(hào)衰減畸變等原因，傳輸過(guò)程中常常出現(xiàn)差錯(cuò)，而物理層只負(fù)責(zé)透明地傳輸無(wú)結(jié)果的原始比特流，不可能繼續(xù)任何差錯(cuò)控制。因此，當(dāng)需要在一條線路上傳送數(shù)據(jù)時(shí)，除了必須有一條物理線路外，還必須有一些必要的規(guī)程來(lái)控制這些數(shù)據(jù)的傳輸，把實(shí)現(xiàn)這些規(guī)程的硬件和軟件加到鏈路上，就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路層（Data. Link Layer）。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第8頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)鏈路層最重

7、要的作用就是通過(guò)一系列數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，在不可靠的物理鏈路上實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸。為此，通常將原始數(shù)據(jù)分割成一定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)單元（幀），一幀內(nèi)應(yīng)包含同步信號(hào)、差錯(cuò)控制、流量控制、控制信息、數(shù)據(jù)信息、尋址等。這里主要介紹幀的結(jié)構(gòu)和差錯(cuò)控制。1.組幀與幀同步在組幀方式中，關(guān)鍵問(wèn)題是使接收方能夠準(zhǔn)確地從接收到的比特流中識(shí)別出幀的邊界，取出幀來(lái)，這就是所謂幀同步。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第9頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)這種協(xié)議有兩大類：一是面向字符的，就是說(shuō)，在鏈路上所傳送的數(shù)據(jù)都必須是由字符集中的字符所組成，而且在鏈路上傳送的控制信息也必須由同一字符集中的字符

8、組成。另一個(gè)是1974年出現(xiàn)的面向比特的規(guī)程，后來(lái)修改為高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制（HDLC）。下面簡(jiǎn)單介紹HDLC的主要內(nèi)容。HDLC使用一個(gè)特殊的比特模式01111110作為幀的起始與結(jié)束標(biāo)志F。為了防止在傳輸過(guò)程中，幀中其他地方出現(xiàn)于幀標(biāo)志相同的比特模式，發(fā)送方邊發(fā)送邊檢查數(shù)據(jù)，每連續(xù)發(fā)送5個(gè)“1”后，在其后自動(dòng)插入一個(gè)“0”。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第10頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)這樣除了幀標(biāo)志之外，最多只會(huì)有5個(gè)“1”相連。接收方在收到5個(gè)連續(xù)的“1”后，將后面緊跟的一個(gè)“0”刪去，恢復(fù)原來(lái)的數(shù)據(jù)。這種方法稱為比特填充，很容易由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。采用這

9、種方法組幀，數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締挝皇潜忍囟皇亲址虼丝梢杂脕?lái)傳輸任何長(zhǎng)度的二進(jìn)制比特串及任何編碼長(zhǎng)度的字符，通用性很強(qiáng)，一個(gè)HDLC幀的結(jié)構(gòu)如圖5-3所示。在起始和結(jié)束標(biāo)志F之間有：上一頁(yè)下一頁(yè)返回第11頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)地址字段A：在點(diǎn)多點(diǎn)線路中，它用于指明通信的地址。地址的種類有單地址、組地址、廣播地址和無(wú)站地址?？刂谱侄蜟：它用于構(gòu)成各種命令和響應(yīng)，以便對(duì)鏈路進(jìn)行監(jiān)視和控制。信息字段I：它可以是任意的二進(jìn)制比特串，其長(zhǎng)度上限由外FCS字段或站點(diǎn)的緩沖區(qū)容量來(lái)決定。幀校驗(yàn)序列字段FCS：使用16位的CRC對(duì)兩個(gè)標(biāo)志字段之間的內(nèi)

10、容進(jìn)行校驗(yàn)，F(xiàn)CS的生成多項(xiàng)式是CRC-CCITT:X16+X12+X5+1。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第12頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2.差錯(cuò)控制這里涉及兩個(gè)方面的問(wèn)題：一是如何檢測(cè)出錯(cuò)誤；二是發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后，如果糾正錯(cuò)誤。要判斷一個(gè)數(shù)據(jù)塊是否存在錯(cuò)誤，發(fā)送端必須在數(shù)據(jù)塊中加入一些冗余信息，是數(shù)據(jù)塊中的各比特建立起某種形式的關(guān)聯(lián)，接收端通過(guò)驗(yàn)證這種關(guān)聯(lián)是否存在，來(lái)判斷數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中是否出錯(cuò)。在數(shù)據(jù)塊中加入冗余信息的過(guò)程稱為差錯(cuò)編碼。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第13頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)有兩種基本的差

11、錯(cuò)編碼策略：一種是使碼字只具有檢錯(cuò)功能，即接收方只能判斷數(shù)據(jù)塊有錯(cuò)，但不能確切地知道錯(cuò)誤的位置，從而也不能糾錯(cuò)，這種碼字稱為檢錯(cuò)碼；另一種是使碼字具有一定的糾錯(cuò)功能，即接收方不僅能知道數(shù)據(jù)塊有錯(cuò)，還知道錯(cuò)在什么地方，這時(shí)只需將錯(cuò)誤位取反即可，這種碼字稱為糾錯(cuò)碼。一般是檢錯(cuò)或糾錯(cuò)能力越強(qiáng)，所需冗余信息就越多，編碼效率就越低。在這里簡(jiǎn)單介紹幾種常見(jiàn)的差錯(cuò)編碼。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第14頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（1）海明碼。海明碼是由R.Hamming在1950年提出的，是一種可以糾正一個(gè)比特錯(cuò)誤的編碼。（2）循環(huán)冗余碼。在計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中

12、使用最廣泛地檢錯(cuò)碼是循環(huán)冗余碼CRC，又名多項(xiàng)式碼，其漏檢率很低，而且只要用一個(gè)簡(jiǎn)單的電路就可以實(shí)現(xiàn)。（3）奇偶校驗(yàn)碼。最常見(jiàn)的檢錯(cuò)碼是最簡(jiǎn)單的奇偶校驗(yàn)碼，只要一個(gè)比特，但它只能檢出奇數(shù)個(gè)錯(cuò)，漏檢率達(dá)50%。（4）“校驗(yàn)和”碼。這也是常用的檢錯(cuò)方式，它是傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊中各字節(jié)累加后得到的一個(gè)字節(jié)或按字節(jié)異或的結(jié)果。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第15頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)三、介質(zhì)訪問(wèn)控制子層MAC和邏輯鏈路控制子層LLC通信信道又稱為介質(zhì)，網(wǎng)絡(luò)中采用的傳輸介質(zhì)不同或網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同，所使用的介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議就不同。為了不使局域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)鏈路層過(guò)于復(fù)雜

13、，將它劃分為兩個(gè)子層，其中一個(gè)為介質(zhì)訪問(wèn)控制子層MAC，專門解決廣播網(wǎng)中信道分配的問(wèn)題。MAC是數(shù)據(jù)鏈路的底層，在點(diǎn)點(diǎn)網(wǎng)中沒(méi)有這一子層。另一個(gè)是邏輯鏈路控制子層LLC，它完成通常意義下的數(shù)據(jù)鏈路層的功能。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第16頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)信道分配策略可分為靜態(tài)分配和動(dòng)態(tài)分配。在靜態(tài)分配中，由于各個(gè)站點(diǎn)有自己的專用頻帶或時(shí)間片，彼此之間不會(huì)產(chǎn)生干擾。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)數(shù)目少，且每個(gè)站點(diǎn)都有大量數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，采用靜態(tài)分配策略不僅控制協(xié)議簡(jiǎn)單，而且傳輸效率高。動(dòng)態(tài)分配又名多點(diǎn)接入或多點(diǎn)訪問(wèn)技術(shù)，是指異步時(shí)分多路復(fù)用，即各站點(diǎn)僅當(dāng)有數(shù)據(jù)發(fā)送

14、時(shí)，才占用信道發(fā)送數(shù)據(jù)。動(dòng)態(tài)分配又有受控訪問(wèn)和隨機(jī)訪問(wèn)兩種。受控訪問(wèn)一般有輪詢（輪轉(zhuǎn)）和預(yù)約兩種。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第17頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)輪轉(zhuǎn)是使每個(gè)站輪流獲得發(fā)送的機(jī)會(huì)，沒(méi)有數(shù)據(jù)要發(fā)送的站將發(fā)送權(quán)傳給下一站。預(yù)約是使各站首先聲明自己有數(shù)據(jù)要發(fā)送，然后根據(jù)預(yù)約的順序依次發(fā)送數(shù)據(jù)。隨機(jī)訪問(wèn)又名爭(zhēng)用，意思就是所有的站點(diǎn)發(fā)送前不需要取得發(fā)送權(quán)，都可以隨時(shí)發(fā)送信息，發(fā)生沖突之后再采取措施解決沖突。隨機(jī)訪問(wèn)適用于負(fù)載較輕的網(wǎng)絡(luò)，其信道利用率一般不高，但網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間較短。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第18頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，

15、星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)四、網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層（Network Layer）向上面的傳輸層提供面向連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和無(wú)連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（即虛電路服務(wù)和數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)）。所謂“連接”，是指首先在通信雙方建立一條虛電路，以后的數(shù)據(jù)傳送都是沿著這條虛電路傳送的，在通信結(jié)束后，還要把這條“電路”釋放掉。這里的虛電路是指在通信雙方之間數(shù)據(jù)傳送的一個(gè)固定的路由（“路徑”）。無(wú)連接是指通信雙方的每一組數(shù)據(jù)都可獨(dú)立地選擇路由（走不同的路線），因此它不能保證每組數(shù)據(jù)按順序交付目的站。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第19頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)層除了負(fù)責(zé)路由選擇外，還要進(jìn)

16、行流量控制。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)的資源，如處理機(jī)的能力、節(jié)點(diǎn)的緩沖區(qū)的容量、線路的傳輸速率等總是有限的。當(dāng)需求超出資源的可用部分時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生擁塞。為了提高資源的利用效率，應(yīng)當(dāng)采用流量控制，其總目標(biāo)是在網(wǎng)絡(luò)中有效動(dòng)態(tài)分配網(wǎng)絡(luò)資源。它的主要功能是：防止網(wǎng)絡(luò)因過(guò)載而引起吞吐量下降和時(shí)延增加；避免死鎖；在互相競(jìng)爭(zhēng)的各用戶之間公平地分配資源。網(wǎng)絡(luò)層的尋址，如公用電話網(wǎng)，一個(gè)全球網(wǎng)絡(luò)層尋址標(biāo)準(zhǔn)時(shí)互聯(lián)系統(tǒng)中大家都必須遵守的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在的地址編碼方法有兩大類：一個(gè)是非等級(jí)地址，另一個(gè)是分級(jí)地址。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第20頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)非等級(jí)地址編碼的特點(diǎn)是

17、每個(gè)地址的編號(hào)都是平等的且彼此無(wú)關(guān)，這在全球范圍內(nèi)實(shí)際是不可行的。分級(jí)地址編碼是將全球的地址劃分為若干子域，子域下又劃分更小的子域就像公用電話號(hào)碼的劃分。TCP/IP協(xié)議中IP地址得分配就是這個(gè)方式。網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是將分組從源端機(jī)器經(jīng)選定的路由送到目的端機(jī)器。在大多數(shù)通信子網(wǎng)中，分組的整個(gè)旅途需經(jīng)過(guò)多次轉(zhuǎn)發(fā)。路由選擇算法和它們使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計(jì)的一個(gè)主要任務(wù)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第21頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)五、傳輸層傳輸層的任務(wù)是為高層從源端機(jī)到目的及提供可靠、經(jīng)濟(jì)的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)而與具體網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān)。為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，傳輸?/p>

18、上必須實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)控制、流量控制等功能；為了向用于提供經(jīng)濟(jì)有效的服務(wù)，傳輸層還提供多路復(fù)用和分流的功能。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第22頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)1.傳輸服務(wù)傳輸層的最終目標(biāo)是向其用戶提供有效、可靠且價(jià)格合理的服務(wù)。為了達(dá)到這一目標(biāo)，傳輸層李永樂(lè)網(wǎng)絡(luò)層所提供的服務(wù)。傳輸層中完成這一工作的硬件和軟件稱為傳輸實(shí)體。傳輸實(shí)體可能在操作系統(tǒng)內(nèi)核中，或在一個(gè)單獨(dú)的用戶進(jìn)程內(nèi)，也可能是包含在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的程序庫(kù)中，或是位于網(wǎng)絡(luò)接口卡上。正如存在兩種類型的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（面向連接的和無(wú)連接的）一樣，傳輸服務(wù)也有兩種類型。面向連接的服務(wù)在很多方面類似于面向連接的

19、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，二者的連接都包括三個(gè)階段：建立連接、數(shù)據(jù)傳輸和釋放連接，兩者的尋址和流量控制方式也類似。無(wú)連接的傳輸服務(wù)與無(wú)連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)也很類似。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第23頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)2.傳輸協(xié)議的要素傳輸服務(wù)是通過(guò)建立連接的兩個(gè)傳輸實(shí)體之間所用的傳輸協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在某些方面，傳輸協(xié)議類似在前面討論過(guò)的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。二者都必須解決差錯(cuò)控制、分組順序、流量控制及其他問(wèn)題。但二者之間也存在著顯著地差異。這些差異主要是因?yàn)閮蓚€(gè)協(xié)議所運(yùn)行的環(huán)境不同所造成的。在數(shù)據(jù)鏈路層，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)武力通道直接通信；而在傳輸層，兩個(gè)物理通道由整個(gè)子網(wǎng)所取

20、代。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第24頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)這一差異對(duì)協(xié)議產(chǎn)生了很多重要的影響。首先，在數(shù)據(jù)鏈路層，不必為一個(gè)節(jié)點(diǎn)指明它要與哪個(gè)節(jié)點(diǎn)通話每條輸出線對(duì)應(yīng)唯一的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。在傳輸層里，需要顯式地給出目的端地址。其次，在數(shù)據(jù)鏈路層，建立連接的過(guò)程很簡(jiǎn)單，其另一端總是存在的，每一方都沒(méi)有太多的事情要做。對(duì)傳輸層而言，初始連接的建立要復(fù)雜的多。第三，數(shù)據(jù)鏈路層和傳輸層之間的另一個(gè)區(qū)別是子網(wǎng)的存儲(chǔ)能力。第四，數(shù)據(jù)鏈路層與傳輸層之間的最后一個(gè)區(qū)別是，在兩次中都需要有數(shù)據(jù)緩沖和流量控制，但在傳輸層中可能需要使用與在數(shù)據(jù)鏈路層中不同的處理方法。上一頁(yè)

21、下一頁(yè)返回第25頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)六、會(huì)話層會(huì)話層（Session Layer）最主要的目的是在傳輸層的基礎(chǔ)上增加一些協(xié)調(diào)對(duì)話的功能。它管理不同主機(jī)上各進(jìn)程間的對(duì)話。例如，兩個(gè)會(huì)話層用戶之間對(duì)話連接的建立和清除，在半雙工對(duì)話時(shí)授權(quán)哪一方發(fā)送數(shù)據(jù)；當(dāng)進(jìn)程間要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，而通信子網(wǎng)故障率又比較高，會(huì)話層可以在數(shù)據(jù)流中插入若干同步點(diǎn)；在每次網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，僅需從最近的一個(gè)同步點(diǎn)開(kāi)始重傳，不必每次都從頭開(kāi)始。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第26頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)七、表示層表示層（

22、Presentation Layer）下面的5層是用于將數(shù)據(jù)比特從源站按順序傳送到目的站，而表示層則要保證經(jīng)傳送后的數(shù)據(jù)其意義不變。由于各種計(jì)算機(jī)都可能有自己描述數(shù)據(jù)的方法，因此不同類計(jì)算機(jī)之間交換的數(shù)據(jù)一般要經(jīng)過(guò)一定的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換才能保證數(shù)據(jù)的意義不變?？梢?jiàn)表示層的功能是對(duì)源站的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，形成適合于傳輸?shù)谋忍亓?；到了目的站再進(jìn)行解碼，轉(zhuǎn)化成用戶所要求的格式。所以表示層為上層用戶提供數(shù)據(jù)或信息語(yǔ)法的表示變換，即負(fù)責(zé)某及其內(nèi)部的數(shù)據(jù)表示與抽象數(shù)據(jù)表示之間的變換，以便信息的相互理解。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第27頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第一節(jié) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)八、應(yīng)用層前

23、面介紹的各個(gè)層次，其功能都是為應(yīng)用層（Application Layer）提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，但和用戶的實(shí)際應(yīng)用沒(méi)有什么直接的聯(lián)系。直接為用戶提供各種應(yīng)用程序的是應(yīng)用層。應(yīng)用層可以包含各種應(yīng)用程序，有些由于使用非常普通而實(shí)行了標(biāo)準(zhǔn)化。這些標(biāo)準(zhǔn)就形成了應(yīng)用層上的各種應(yīng)用協(xié)議，如電子郵件（E-mail）、萬(wàn)維網(wǎng)（WWW）、遠(yuǎn)程登錄（TELNET）、文件傳輸（FTP）等。除此之外，應(yīng)用層上還有一些協(xié)議支持應(yīng)用程序的工作，比如各種網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議、域名服務(wù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議等。上一頁(yè)返回第28頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第二節(jié) 車用總線技術(shù)的產(chǎn)生及應(yīng)用現(xiàn)狀隨著電子技術(shù)的迅速

24、發(fā)展和在汽車上的廣泛應(yīng)用，汽車電子化程度越來(lái)越高。從發(fā)動(dòng)機(jī)控制到傳動(dòng)系控制，從行駛、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向系控制到安全保證系統(tǒng)及儀表報(bào)警系統(tǒng)，從電源管理到為提高舒適性而做的各種努力，使汽車電子系統(tǒng)形成了一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)。這些系統(tǒng)除了各自的電源線外，還需要互相通信，不難想象，若仍沿用常規(guī)的點(diǎn)點(diǎn)間的布線法進(jìn)行布線，那么整個(gè)汽車的布線將會(huì)如一團(tuán)亂麻，其布線網(wǎng)絡(luò)如圖5-4（a）所示。若采用總線方式布線（如CAN總線）其布線如圖5-4（b）所示。下一頁(yè)返回第29頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第二節(jié) 車用總線技術(shù)的產(chǎn)生及應(yīng)用現(xiàn)狀目前總線的種類有很多，如CAN總線、LIN總線、IDB-M、MO

25、ST、USB和IEEE1394等?，F(xiàn)階段的車載網(wǎng)絡(luò)業(yè)必須用到多種總線。這些車用總線由于在應(yīng)用對(duì)象和網(wǎng)絡(luò)性能上各有特色，將會(huì)在競(jìng)爭(zhēng)中共存相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間。另外，隨著車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，一些特定用途的新型總線還會(huì)被陸續(xù)研發(fā)出來(lái)。一、SAE分類總線目前，絕大多數(shù)車用總線都被SAE（Society of Automotive Engineers:美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)）下屬的汽車網(wǎng)絡(luò)委員會(huì)按照協(xié)議特性劃分為A、B、C、D四類。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第30頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第二節(jié) 車用總線技術(shù)的產(chǎn)生及應(yīng)用現(xiàn)狀A(yù)類是面向傳感器或執(zhí)行器管理的低速網(wǎng)絡(luò)，它傳輸數(shù)據(jù)的位速率通常小于

26、10Kb/s，主要用于調(diào)整后視鏡、電動(dòng)窗和燈光照明燈設(shè)備；B類是面向獨(dú)立控制模塊間的信息共享的中速網(wǎng)絡(luò)，位速率一般在10125Kb/s之間，主要用在車身電子的舒適性模塊和顯示儀表等設(shè)備中；C類是面向閉環(huán)實(shí)時(shí)控制的多路傳輸高速網(wǎng)絡(luò)，位速率多在125Kb/s1Mb/s之間，主要服務(wù)于動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)；D類則是面向多媒體設(shè)備、高速數(shù)據(jù)流傳輸?shù)母咝阅芫W(wǎng)絡(luò)，位速率一般在2KMb/s以上，主要用于CD播放機(jī)、VCD/DVD播放機(jī)和液晶顯示等設(shè)備。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第31頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第二節(jié) 車用總線技術(shù)的產(chǎn)生及應(yīng)用現(xiàn)狀1.A類總線大多數(shù)A類總線都遵循UART（Unive

27、rsal Asynchronous Receiver/Transmitter:通用異步接收/發(fā)送器）標(biāo)準(zhǔn)，它們用起來(lái)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，但估計(jì)在2005年以后將隨UART的過(guò)時(shí)而退出車用領(lǐng)域。A類總線以LIN（Local Interconnect Network:本地互聯(lián)網(wǎng)）規(guī)范最有前途。它是由摩托羅拉與奧迪等知名企業(yè)聯(lián)手推出的一種新型低成本的開(kāi)放式串行通訊協(xié)議，主要用于車內(nèi)分布式電控系統(tǒng)，尤其是面向智能傳感器或執(zhí)行器的數(shù)字化通訊場(chǎng)合。表5-1為對(duì)現(xiàn)有A類總線的調(diào)查結(jié)果。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第32頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第二節(jié) 車用總線技術(shù)的產(chǎn)生及應(yīng)用現(xiàn)狀2.B類總線B類總線

28、以CAN最為著名。CAN是20世紀(jì)80年代中期由德國(guó)博世公司開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種車用現(xiàn)場(chǎng)總線，不久便在業(yè)界得到了推廣普及。表5-2是對(duì)B類總線的調(diào)查結(jié)果。3.C類總線C類總線主要用于車上動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中對(duì)通訊的實(shí)時(shí)性要求比較高的場(chǎng)合。表5-3是對(duì)C類總線的調(diào)查結(jié)果。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第33頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第二節(jié) 車用總線技術(shù)的產(chǎn)生及應(yīng)用現(xiàn)狀4.D類總線D類總線一度被稱為多媒體總線，隨著汽車信息娛樂(lè)系統(tǒng)的興起，它近期才被采納入SAE對(duì)總線的分類范疇之中。D類總線的帶寬范圍相當(dāng)大，用到的傳輸介質(zhì)也有好幾種。針對(duì)這種情況，D類總線又被劃出低速、高速和無(wú)線三大范疇，分別對(duì)

29、應(yīng)于SAE中的IDB-C（Intelligent Transportation System Data Bus-CAN:基于CAN的智能交通系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線）、IDB-M（IDB-Multimedia:智能交通系統(tǒng)多媒體數(shù)據(jù)總線）和IDB-Wireless（基于無(wú)線通訊方式的智能交通系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線）。多媒體總線所涉及的車用區(qū)域相當(dāng)廣，所服務(wù)的對(duì)象在汽車電子系統(tǒng)中也占有相當(dāng)重的份量，表5-4就是對(duì)D類總線的調(diào)查結(jié)果。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第34頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第二節(jié) 車用總線技術(shù)的產(chǎn)生及應(yīng)用現(xiàn)狀二、新型專用總線1.故障診斷總線表5-5是對(duì)汽車故障診斷系統(tǒng)現(xiàn)有總線標(biāo)準(zhǔn)的

30、情況。2.安全總線安全總線是為了增進(jìn)汽車的被動(dòng)安全性而被單獨(dú)開(kāi)發(fā)出來(lái)的，它專用于實(shí)現(xiàn)對(duì)安全氣囊的管理。表5-6是對(duì)目前比較有名的幾種安全系統(tǒng)總線的調(diào)查結(jié)果，它們大多還處在研發(fā)階段，尚未形成正式標(biāo)準(zhǔn)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第35頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第二節(jié) 車用總線技術(shù)的產(chǎn)生及應(yīng)用現(xiàn)狀3.X-by-wire總線X-by-wire誕生于航空業(yè)，最初被稱為“電氣控制”，已在飛機(jī)的電控系統(tǒng)中用的非常成熟。近年來(lái)隨著車載網(wǎng)絡(luò)對(duì)可靠性的要求日益增加，汽車電子系統(tǒng)業(yè)開(kāi)始嘗試引進(jìn)X-by-wire技術(shù)。該技術(shù)有望在未來(lái)510年內(nèi)，把轉(zhuǎn)向和剎車這類傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)改造成經(jīng)由高速容錯(cuò)總線連

31、接、高性能CPU管理下的電控系統(tǒng)。目前，這類總線標(biāo)準(zhǔn)尚在研發(fā)之中，被普遍看好的主要有TTP（Time-Triggered Protocol:時(shí)間觸發(fā)協(xié)議）、TTCAN（Time-Triggered CAN:時(shí)間觸發(fā)CAN）、Byteflight和FlexRay幾種。表5-7是當(dāng)前比較有知名度的幾種X-by-wire總線的調(diào)查結(jié)果，它們均為成為正式標(biāo)準(zhǔn)。上一頁(yè)返回第36頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第三節(jié) 車用總線的市場(chǎng)前景多種多樣的車用總線使汽車的動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性、安全性和舒適性都有了很大的提高，車載網(wǎng)絡(luò)的市場(chǎng)規(guī)模必將不斷發(fā)展壯大。然而在近期，不可能出現(xiàn)一套統(tǒng)一的解決方案，

32、能夠完全滿足人們針對(duì)車載網(wǎng)絡(luò)在性能及成本上所提出的一切要求。車用總線領(lǐng)域還將長(zhǎng)期維持目前這種多套協(xié)議規(guī)范互相競(jìng)爭(zhēng)的態(tài)勢(shì)，甚至?xí)霈F(xiàn)在同一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)下并存有多種兼容總線的格局。基于前面對(duì)車用總線應(yīng)用現(xiàn)狀的敘述，圖5-5對(duì)各類典型總線在應(yīng)用領(lǐng)域上所對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)特性與節(jié)點(diǎn)成本進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。下一頁(yè)返回第37頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第三節(jié) 車用總線的市場(chǎng)前景在圖5-5中，J1850即將被淘汰，Byteflight也未得到廣泛認(rèn)同，所以它們均被放在了圖形的底層位置。只有頂層中的各類車用總線，才代表著不同應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的市場(chǎng)主流。針對(duì)各類主流總線，圖5-5的統(tǒng)計(jì)結(jié)果呈現(xiàn)一個(gè)顯著地特點(diǎn)，

33、就是除藍(lán)牙技術(shù)外，它們?cè)谖凰俾屎统杀旧纤紦?jù)的范圍幾乎不存在重疊區(qū)域。這反映出網(wǎng)絡(luò)在汽車領(lǐng)域已被不同的車用總線“瓜分殆盡”，而且這些車用總線在各自領(lǐng)域中呈現(xiàn)出“獨(dú)霸一方”的情形。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第38頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第三節(jié) 車用總線的市場(chǎng)前景圖5-5還有一個(gè)特別引入注目之處，就是CAN-8、CAN-C和TTCAN這三類同是由CAN規(guī)范所衍生出來(lái)的總線標(biāo)準(zhǔn)。其中，CAN-8指的是用于SAE中B類場(chǎng)合下的CAN，也就是低速容錯(cuò)CAN；同理，CAN-C指的是高速CAN。它們連同TTCAN一起，覆蓋了汽車中絕大部分可以用到網(wǎng)絡(luò)的范圍。另外，從節(jié)點(diǎn)成本上看，這三類

34、基于CAN規(guī)范的車用總線也比較有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，如今在汽車行業(yè)中，CAN受到人們的格外青睞，它被普通認(rèn)為是車載網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域最有發(fā)展前途的總線規(guī)范之一，有關(guān)這方面的內(nèi)容在下一節(jié)中會(huì)進(jìn)行詳細(xì)的介紹。上一頁(yè)返回第39頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第四節(jié) CAN總線介紹一、CAN的發(fā)展歷程CAN總線方案最初出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代末的汽車工業(yè)中，由德國(guó)Bosch公司最先提出。當(dāng)關(guān)于這種革新的通訊方案的大部分文字內(nèi)容制定之后，與1987年中期，Intel提前計(jì)劃2個(gè)月交付了首枚CAN控制器：82526，這是CAN方案首次通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)。不久之后，Philips半導(dǎo)體推出了82C200

35、。90年代初，Philips公司生產(chǎn)了帶有CAN總線控制器的單片機(jī)，之后又推出了帶數(shù)字/模擬輸入輸出功能的CAN總線控制器，可用于傳感器等非開(kāi)關(guān)量的傳輸，使CAN總線應(yīng)用技術(shù)向成熟發(fā)展。下一頁(yè)返回第40頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第四節(jié) CAN總線介紹從90年代中期起，Infineon公司和Motorola公司已向歐洲的客車廠商提供了大量的CAN控制器，從1990年后期起，遠(yuǎn)東的半導(dǎo)體廠商也開(kāi)始提供CAN控制器。表5-8是目前philips公司提供的CAN芯片。二、CAN的高層協(xié)議CAN高層協(xié)議即應(yīng)用層協(xié)議，是一種在現(xiàn)有的CAN底層協(xié)議之上實(shí)現(xiàn)的協(xié)議。高層協(xié)議是在C

36、AN規(guī)范的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的應(yīng)用層。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第41頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第四節(jié) CAN總線介紹目前已經(jīng)有很多標(biāo)準(zhǔn)得到了廣泛地接受，如CAL和OSEK。CAL可以被認(rèn)為是不依賴應(yīng)用的應(yīng)用層，它適用于各種基于CAN且直接使用應(yīng)用層服務(wù)的應(yīng)用里，而OSEK-Com/Net標(biāo)準(zhǔn)則具有應(yīng)用層和網(wǎng)絡(luò)層管理的功能，主要用于汽車網(wǎng)絡(luò)中。CAL（CAN Application Layer）發(fā)布于1993年，是CiA的首批的發(fā)布條款之一。CAL為基于CAN的分布式系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了一個(gè)不依賴于應(yīng)用、面向?qū)ο蟮沫h(huán)境。它為通訊、標(biāo)識(shí)符分布、網(wǎng)絡(luò)和層管理提供了對(duì)象和服務(wù)。CAL的主

37、要應(yīng)用在基于CAN的分布式系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)不要求可配置性以及標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備建模。CAL的其中一個(gè)子集是作為CANopen的應(yīng)用層。因此，CANopen的設(shè)備可以用在指定應(yīng)用的CAL系統(tǒng)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第42頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第四節(jié) CAN總線介紹OSEK/VDX是汽車行業(yè)里的一個(gè)聯(lián)合項(xiàng)目，其目的是為汽車的分布式系統(tǒng)提供工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以便具有開(kāi)放式的結(jié)構(gòu)。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)包括一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的定義和軟件接口的定義，以及一個(gè)通訊和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的定義。OSEK操作系統(tǒng)提供有服務(wù)以便于任務(wù)管理和同步、終端管理、警告和錯(cuò)誤處理。這個(gè)操作系統(tǒng)的主要目的是規(guī)定一個(gè)通用平臺(tái)以集成不同廠家

38、的軟件模塊。由于想把操作系統(tǒng)使用在任何類型的控制單元中，因此它必須支持大多數(shù)硬件的實(shí)時(shí)應(yīng)用。OSEK通訊規(guī)定定義了一個(gè)硬件以及總線系統(tǒng)獨(dú)立地應(yīng)用接口。本地和遠(yuǎn)程任務(wù)的通訊是由操作系統(tǒng)通過(guò)“信息對(duì)象”執(zhí)行的。這里要區(qū)分兩種信息：“狀態(tài)信息”和“事件信息”。狀態(tài)信息通常表示大多數(shù)系統(tǒng)變量的實(shí)際狀態(tài)，并通過(guò)事件信息報(bào)告事件。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第43頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第四節(jié) CAN總線介紹由于汽車內(nèi)系統(tǒng)的通訊要求非常高，為了確保通訊網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性提出了一個(gè)完善的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。系統(tǒng)使用“節(jié)點(diǎn)監(jiān)控”，即每個(gè)節(jié)點(diǎn)都被網(wǎng)絡(luò)中的所有其他節(jié)點(diǎn)監(jiān)控。被監(jiān)控的節(jié)點(diǎn)根據(jù)一個(gè)專門

39、和統(tǒng)一的算法發(fā)送一個(gè)NM信息。直接節(jié)點(diǎn)監(jiān)控要求網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的NM信息要同步。因此，這里使用了一個(gè)邏輯環(huán)。任何節(jié)點(diǎn)都必須能夠?qū)M信息發(fā)送到所有其他節(jié)點(diǎn)并從其他節(jié)點(diǎn)接收信息。如果覺(jué)得直接監(jiān)控對(duì)于一個(gè)設(shè)備來(lái)說(shuō)太復(fù)雜，可以使用“間接監(jiān)控”原則。這個(gè)原則基于應(yīng)用信息的觀察，并受限于定期發(fā)送信息的節(jié)點(diǎn)。這種類型的節(jié)點(diǎn)可能被一個(gè)或更多的其他節(jié)點(diǎn)監(jiān)控。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第44頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第四節(jié) CAN總線介紹還有一個(gè)十分不同的開(kāi)放式系統(tǒng)，其解決方案由SAE J1939標(biāo)準(zhǔn)提供。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是由汽車工程師重型汽車社團(tuán)和總線部門為了向電子系統(tǒng)提供一個(gè)開(kāi)放的互聯(lián)系統(tǒng)而定義的。這

40、個(gè)系統(tǒng)主要的應(yīng)用范圍是面向路面或非路面設(shè)計(jì)的輕、中、重型機(jī)車，以及為 獲得部件而專有的靜止應(yīng)用場(chǎng)合。工業(yè)應(yīng)用中主要代表開(kāi)放式分布系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)是CANopen、DeviceNet和SDS。開(kāi)放式分布系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)應(yīng)用包括工業(yè)自動(dòng)化中由工業(yè)器件組成的低層網(wǎng)絡(luò)。這種應(yīng)用主要要求有：可配置性、靈活性和可擴(kuò)展性。為了保持生產(chǎn)廠商的獨(dú)立性，必須以“設(shè)備子協(xié)議”的形式定義器件的功能性。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第45頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第四節(jié) CAN總線介紹CANopen標(biāo)準(zhǔn)是由CiA旨在解答EU-研究程序結(jié)果的一組成員編制的。CANopen在通訊和系統(tǒng)服務(wù)以及網(wǎng)絡(luò)管理的方面使用了C

41、AL子集。DeviceNetTM是由Allen-Bradley開(kāi)發(fā)的非常成熟的開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)。它根據(jù)抽象對(duì)象模型來(lái)定義。DeviceNet標(biāo)準(zhǔn)由一個(gè)獨(dú)立的供應(yīng)者組織管理，這個(gè)組織也同時(shí)廣泛地支持DeviceNet的市場(chǎng)。SDSTM是由Honeywell Micro Switch開(kāi)發(fā)的一個(gè)開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。由于它基于特定的應(yīng)用層協(xié)議，因此定義了一個(gè)面向?qū)ο蟮牡燃?jí)設(shè)備模型以便在SDS設(shè)備之間建立互用性。SDS是特別為分布式二進(jìn)制傳感器和執(zhí)行器設(shè)計(jì)的。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第46頁(yè)，共65頁(yè)，2022年，5月20日，9點(diǎn)26分，星期四第四節(jié) CAN總線介紹三、CAN總線的特點(diǎn)CAN總線由于采用了許多獨(dú)特的設(shè)計(jì)，CAN總線與一般的通信總線相比，它的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性，其特點(diǎn)可以概括如下：（1）低成本；（2）極高的總線利用率；（3）很遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)傳輸距離（長(zhǎng)達(dá)10km）；（4）高速的數(shù)據(jù)傳輸速率（高達(dá)1Mb/s）；（5）可根據(jù)報(bào)文的ID決定接收和屏蔽該報(bào)文；（6）可靠的錯(cuò)誤處理和檢錯(cuò)機(jī)制；（7）發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動(dòng)重發(fā)；（8）節(jié)點(diǎn)在