Принцип цифровой передачи данных

Страница 1

К настоящему времени разработано несколько сотен сетевых технологий, однако для использования на железнодорожном транспорте подходят лишь немногие из них. Стандартные сети обеспечивают достаточно большой диапазон абонентов, должную скорость передачи и отвечают ряду других требований. Но проблема выбора для бортовых систем все еще остается. Это связано в первую очередь со спецификой эксплуатации железнодорожного транспорта. Следует отметить, что в отличие от программных средств, заменить которые достаточно просто, аппаратные средства служат долго, так как их частая замена нецелесообразна: приведет к большим затратам, к необходимости перекладки кабелей и к ряду других трудностей.

Впервые идея CAN была предложена в середине 80-х немецкой компанией Robert Bosch, которая задумывала ее в качестве экономичного средства для объединения контроллеров, расположенных внутри автомобиля. Традиционный способ связи распределенных по объекту контроллеров жгутами проводов по своей технической сложности, по ценовым и по весовым параметрам для столь массового изделия, коим является автомобиль, оказался непригоден. Требовалось альтернативное решение, сокращающее количество проводов, поэтому был предложен протокол CAN, для которого достаточно любой проводной пары.

Идея заключалась в том, чтобы создать сетевое решение для распределённых систем, работающих в реальном времени. Первоначально CAN применялся в автомобилях, но затем область его применения расширилась и на проблемы автоматизации технологических процессов.

CAN обеспечивает высокий уровень защиты данных от повреждения даже при работе в сложных условиях (сильные помехи), при этом достигается достаточно большая скорость передачи данных (до 1 Мбит/с). Важным достоинством CAN также то, что разработчик системы может влиять на приоритет сообщений с тем чтобы самые важные из них не ожидали в очереди на отправку. Это свойство CAN позволяет строить сети, поддерживающие реальный масштаб времени.

Высокая степень и надежности сети благодаря развитым механизмам обнаружения и исправления ошибок, самоизоляции неисправных узлов, нечувствительность к высокому уровню электромагнитных помех обеспечивает сети широчайшую сферу применения.

Среди многочисленных факторов, обеспечивших взлет популярности CAN в последние годы, следует отметить разнообразие элементной базы CAN и ее дешевизну.

Немалую роль играет и возможность поддержки разнотипных физических сред передачи данных от дешевой витой пары до оптоволокна и радиоканала. А ряд оригинальных механизмов сетевого взаимодействия (мультимастерность, широковещание, побитовый арбитраж) в сочетании с высокой скоростью передачи данных (до 1 Мбит/с) способствуют эффективной реализации режима реального времени в системах распределенного управления.

В любой реализации CAN - носитель (физическая среда передачи данных) интерпретируется как эфир, в котором контроллеры, работают как приемники и передатчики. При этом, начав передачу, контроллер не прерывает слушание эфира, в частности он отслеживает и контролирует процесс передачи текущих, предаваемых им же, данных. Это означает, что все узлы сети одновременно принимают сигналы передаваемые по шине. Невозможно послать сообщение какому-либо конкретному узлу. Все узлы сети принимают весь трафик передаваемый по шине. Однако, CAN-контроллеры предоставляют аппаратную возможность фильтрации CAN-сообщений.

CAN сеть предназначена для коммуникации так называемых узлов. Каждый узел состоит из двух составляющих. Это собственно CAN контроллер, который обеспечивает взаимодействие с сетью и реализует протокол, и микропроцессор (CPU).

Максимальная скорость сети CAN в соответствие с протоколом равна 1 Mbit/s. При скорости в 1 Мбит/с максимальная длина кабеля равна примерно 40 метрам. Ограничение на длину кабеля связано с конечной скоростью распространения сигнала и механизмом побитового арбитража (во время арбитража все узлы сети должны получать текущий бит передачи одновременно, те сигнал должен успеть распространится по всему кабелю за единичный отсчет времени в сети.

Логический ноль регистрируется, когда на линии CAN_H сигнал выше, чем на линии CAN_L. Логическая единица - в случае когда сигналы CAN_HI и CAN_LO одинаковы (отличаются менее чем на 0.5 В). Использование такой дифференциальной схемы передачи делает возможным работу CAN сети в очень сложных внешних условиях. При одновременной передаче в шину лог. нуля и единицы, на шине будет зарегистрирован только логический ноль (доминантный сигнал), а логическая единица будет подавлена (рецессивный сигнал).

Страницы: 1 2 3

Похожие статьи:

Рекомендации по эксплуатации МКПП
Как правило, коробка передач ― довольно надежный агрегат, исправно работающий на протяжении всего срока эксплуатации автомобиля. Достаточно лишь следить за уровнем масла и при необходимости подливать его либо менять. В процессе эксплуатации автомобиля следует правильно пользоваться коробкой п ...

Определение показателей эффективности автономного освещения автомобиля
Информативность является одной из важных эксплуатационных характеристик автомобиля, влияющая на его безопасность. Она представляет собой совокупность потенциальных свойств, присущих автомобилю, обеспечивающих участников дорожного движения необходимой информацией. Для водителя информативность автотр ...

Заключение к технологическому процессу восстановления чугунных коленчатых валов двигателя Volkswagen AHL
Данный технологический процесс обеспечивает качественное восстановление чугунных коленчатых валов без содержания пор и трещин. При всех преимуществах данной технологии у нее есть и некоторые сложности. Например, при выполнении наплавочных работ трудно выдержать расчетные припуски на обработку. Приж ...

Разделы сайта

Copyright © 2019 - All Rights Reserved - www.transponet.ru