第七章嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理及應(yīng)用嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第七章嵌入式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)本章要了解的幾個(gè)問(wèn)題分布式嵌入式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)常用嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)7.1

分布式嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分布式嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)7.1

分布式嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)7.1

分布式嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)物理層為數(shù)據(jù)鏈路層提供物理鏈路和物理媒體相連,規(guī)定連接物理媒體的網(wǎng)絡(luò)接口的機(jī)械,電器,功能和過(guò)程方面的特性涉及到機(jī)械,電器,功能,規(guī)程幾個(gè)方面7.1

分布式嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)鏈路層建立,維持和釋放數(shù)據(jù)鏈路的連接鏈路的接入控制提供傳輸透明性流量控制差錯(cuò)控制7.1

分布式嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)層提供虛電路和數(shù)據(jù)包兩種分組傳輸服務(wù)分組轉(zhuǎn)發(fā)和路由更新?lián)砣刂?.1

分布式嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)傳輸層傳輸連接的建立與拆除流量控制與擁塞控制差錯(cuò)控制網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的選擇7.1

分布式嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)會(huì)話層在傳輸層服務(wù)的基礎(chǔ)上增加控制會(huì)話的機(jī)制,建立,組織和協(xié)調(diào)應(yīng)用進(jìn)程間的交互過(guò)程為用戶建立,引導(dǎo)和釋放會(huì)話連接同步7.1

分布式嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)表示層提供數(shù)據(jù)表示間的轉(zhuǎn)換服務(wù),保證傳輸?shù)男畔⒌竭_(dá)目的端后意義不變7.1

分布式嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)用層直接面向用戶應(yīng)用,為提供對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)資源的方便訪問(wèn)服務(wù)7.1

分布式嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信方式點(diǎn)到點(diǎn)通訊

不擔(dān)心數(shù)據(jù)沖突、只能兩臺(tái)設(shè)備通訊總線方式

可以多臺(tái)設(shè)備通訊、采用分組報(bào)文格式7.2

常規(guī)嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)異步串行通訊網(wǎng)概念波特率（bps）7.2

常規(guī)嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)RS-232協(xié)議邏輯1的電平為-3~-15V,邏輯0的電平為+3~+15V具有RTS、CTS、DSR、DTR、DCD、RI等控制信號(hào)線通訊距離一般不超過(guò)15米具有9針和25針兩種接口7.2

常規(guī)嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)RS-232協(xié)議7.2

常規(guī)嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)RS-232協(xié)議7.2

常規(guī)嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)RS-232協(xié)議在接線時(shí)要注意公頭和母頭的配合7.2

常規(guī)嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)RS-485協(xié)議A、B間的電平在+2~+6V間為一個(gè)邏輯狀態(tài)，-2~-6V間為另一個(gè)邏輯狀態(tài)通訊距離一般不超過(guò)1200米一根485總線上可以可以接32個(gè)485設(shè)備一般采用雙絞線的方式7.2

常規(guī)嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)RS-485協(xié)議7.2

常規(guī)嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)RS-485協(xié)議抗干擾措施匹配電阻上拉電阻光電隔離采用雙絞線7.2

常規(guī)嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)IIC總線采用兩條信號(hào)線SDL(數(shù)據(jù)線),SCL(時(shí)鐘線)采用主從方式，總線上可以有多個(gè)主控器7.2

常規(guī)嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)IIC總線7.2

常規(guī)嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)IIC總線總線沒(méi)有規(guī)定邏輯“0”和“1”所使用的電壓高低，以便于雙極性電路或MOS管都能連接到總線。當(dāng)總線空閑時(shí)SDL和SCL都保存高電位總線事物由一個(gè)開始信號(hào)啟動(dòng)，以一個(gè)結(jié)束信號(hào)完成，開始和結(jié)束信號(hào)必須成對(duì)完成7.2

常規(guī)嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)IIC總線7.2

常規(guī)嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)CAN總線多主站依據(jù)優(yōu)先權(quán)進(jìn)行訪問(wèn)無(wú)破壞性的基于優(yōu)先權(quán)的仲裁借助接收濾波的多地址幀傳輸遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求發(fā)送期間若丟失仲裁或由于出錯(cuò)而被破壞的幀可以重發(fā)暫時(shí)錯(cuò)誤和永久性故障節(jié)點(diǎn)的判斷以及故障節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)脫離7.2

常規(guī)嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)CAN總線物理層使用位串行數(shù)據(jù)傳輸傳輸速率可達(dá)1Mb/s（雙絞線），最長(zhǎng)距離40米7.2

常規(guī)嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)CAN總線數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)傳輸控制采用載波偵聽多路存取/消息優(yōu)先仲裁機(jī)制CAN總線鏈路層分為邏輯鏈路控制（LLC）子層和介質(zhì)訪問(wèn)控制（MAC）子層CAN總線數(shù)據(jù)幀以一個(gè)“1”開始，以7個(gè)“0”結(jié)束7.3

USB網(wǎng)絡(luò)USB的概念及特點(diǎn)USB把串口、并口等不同的接口統(tǒng)一起來(lái)，使用一個(gè)4針插頭作為標(biāo)準(zhǔn)插頭。通過(guò)該插頭，采用菊花鏈形式（星型結(jié)構(gòu)）可以把所有具有USB接口的設(shè)備連接起來(lái)，并且不損失帶寬USB總線上可以連接127個(gè)設(shè)備7.3

USB網(wǎng)絡(luò)USB總線體系結(jié)構(gòu)由4線電纜組成，其中兩根用于提供設(shè)備所需的電源，另外兩條用于傳輸數(shù)據(jù)。信號(hào)線的特性阻抗為90，而信號(hào)是利用差模方式送入信號(hào)線的。USB1.1的最高速率為12MB/s，但它可以工作在1.5MB/s的較低速度。USB2.0最高速達(dá)400MB/s所有USB都有上行連接和下行連接，不能互換7.3

USB網(wǎng)絡(luò)USB總線協(xié)議總線的所有處理都包括三個(gè)分組傳輸1、USB主控器->USB設(shè)備令牌分組2、USB主控器<->USB設(shè)備數(shù)據(jù)分組3、USB主控器<->USB設(shè)備握手分組7.3

USB網(wǎng)絡(luò)USB設(shè)備分為集線器和功能設(shè)備

集線器指專門用來(lái)提供額外的USB接入點(diǎn)的一類USB設(shè)備

功能設(shè)備指提供特定功能的設(shè)備7.3

USB網(wǎng)絡(luò)USB主機(jī)整個(gè)USB系統(tǒng)中，只允許有一個(gè)主機(jī)。主機(jī)負(fù)責(zé)以下操作：-檢測(cè)設(shè)備的插入和移除-在主機(jī)和USB設(shè)備間管理數(shù)據(jù)流-收集狀態(tài)信息和活動(dòng)統(tǒng)計(jì)信息-為接入U(xiǎn)SB設(shè)備提供數(shù)額受限的功率

7.3

USB網(wǎng)絡(luò)USB主機(jī)的邏輯層次7.3

USB網(wǎng)絡(luò)USB主機(jī)通訊邏輯層次7.3

USB網(wǎng)絡(luò)USB幀的產(chǎn)生主控器把USB時(shí)間分為1ms為一段的時(shí)間段，稱為“幀”。7.3

USB網(wǎng)絡(luò)主控制器驅(qū)動(dòng)程序提供了對(duì)主控器硬件的抽象提供一個(gè)通過(guò)USB互連而由主控器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)某橄筇峁┝藢?duì)主控器資源分配的抽象，從而支持USB設(shè)備的服務(wù)保證按照集線器類型定義來(lái)說(shuō)明根集線器及其操作7.3

USB網(wǎng)絡(luò)USB總線驅(qū)動(dòng)程序USB驅(qū)動(dòng)程序通常作為操作系統(tǒng)的組件，通過(guò)它可以訪問(wèn)USB設(shè)備的一個(gè)功能集合。7.3

USB網(wǎng)絡(luò)USB設(shè)備USB設(shè)