LLC - Logical Link Control (управление логическим звеном) Адресация Обработка ошибок

МАО - Medium Access Control (управление доступом к среде) Кодирование кадра Управление доступом Обнаружение ошибок Сообщение об ошибках Сериализация

PLS - Ptiysical Signaling (сигналы на физическом уровне) Кодирование битов Временные характеристики Синхронизация

РМА - Physical Medium Attachment (подключение к физической среде) Характеристики шинных драйверов/приемников

MDI - Medium Dependent Interface (интерфейс, зависимый от среды) Соединители

Канальный уровень

Физический уровень

Рис. 6.24. Подробное представление нижних уровней

Ford). В локальных сетях nepcoiuuibHbix компьютеров часто при.меняется протокол Ethernet, который п автомобильных системах не иоюльзуется.

При рассмотрении протоколов ни:5ко1-о уровня канальный и физический уровни модели ВОС дополнительно разделяются на подуровни, что позволяет рассматривать происходятие процессы подробнее (рис. 6.24).

6.5.1. Канал связи

Капал связи физически соединяет узлы, участвующие в обмене данными при передаче сигналов электрически.м, онтически.м или иным методом. Ниже приводятся примеры реазизации канаюв связи в порядке возрастания их стоимости:

одиночный провод;

два провода;

витая пара;

экранированная витая пара;

коаксиачыпП! кабель;

оптический кабель;

инфракрасное игзлучение;

радиоканач.

Инфракрасное излучение и радиоканач для передачи данных по шине внутри автомобиля в пасчоящес время не применяются. Устройства с такими передающими капачами используют для обмена даншпми между автомобилем и внептей средой, например: дистанционное отпирание замков на дверях, включение охранной сигнализации, получение дорожной информации, предупреждение о столкновении и т. д.

Оптические линии связи также пока не находят применения в авго.мобильных мультиплексных системах. Оптические кабели, способные эксплуатироваться в температурно.м режиме, характерном для автомобиля, стоят дорого, кроме того, с

их помощью трудно реализовать сети с шинной то1ЮЛОгией (звездообразная или кольцевая топология реализуется проще).

Сегодня в автомобильных мультиплексных системах информация передается, как правило, по проводам.

Одтюпроводная схема используется при низких скоростях обмена, не более 10...20 Кбит/сек. При более высоких скоростях передачи данных применяются витые пары и экранирование, при этом уменьшается паразитное электромагнитное излучение.

При высоких скоростях обмена и малой мощности сигнала целесообразно применение коаксиального кабеля. При этом важно учитывать удельные электрические характеристики канала связи, такие как: сопротивление (О.м/м), затухание (dB/м), задержку распространения (нс/.м), допустимую макси.мальпую длину линии. Учитывается также маршрут прокладки линии связи в автомобиле и максимальная длина отводов к узлам (для шинной топологии).

11 --

10--9--8--7--6--5--4--3--2-1 --

у. е. (разы)

Оптический кабель Коаксиальный кабель

Экранированный двойной провод

Экранированный провод

х>0<х><х>0<х><>0<хх Витая пара ===== Двойной провод

Провод

Скорость обмена, кБод

Рис. 6.25. Стоимостные и эксплуатационные характеристики различных линий связи

На рис. 6.25 показано примерное соотношение между стоимостными и эксплуатационными характеристиками различных линий связи.

6.5.2. Подуровни MDI и РМА

В автомобильных мультиплексных системах сигналы передаются на относительно высокой частоте и имеют малую мощность. С учетом этого для соединителен (разъемов) важными пара.метрами па гюдуровпс MDI являются переходное сопротивление контактов, максимальная частота канащзации, возможность иодключе-пия экрана. На подуровне РМА физического уровня определяются характеристики шинных драйверов (формирователей) и приемников.

Емкость передающей линии и токоформируюп1ая способность источника сигналов ограничивают длину линии, при которой возможна надежная передача. Так, ТТЛ-формирователь может надежно работать в линии, длина которой не превышает 70 см. Для расширения диапазона передачи используются специализированные интегральные микросхемы - линейные формирователи (драйверы) и линейные приемники (сетевые адаптеры). Эти устройства пoдкJЛЮчaютcя к линии.

Представление 1

NRZ-код t

Манчестерский t !

Представление О

-I-:-1- - г

Рис. 6.26. Примеры кодирования бита

Идея заключается в том, чтобы иметь код с регулярными и частыми изменениями (переходами) уровней сигнала в канале. Переходы осуществляют разделение двоич)1ых элементов данных (единиц и нулей) в приемгшке, и логические схемы постоянно отслеживают изменения состояния пля того, чтобы выделять единицы и пули из потока битов для целей настройки. Стробировапие обычно производится приемнико.м с более высокой скоростью, чем скорость из.меиения данных, для того чтобы более точно определить элементы датц>1х.

Выпускаются разные типы формирователей: шинные формирователи RS-232 }Ш1 олнопроводиой линии, которые имеют низкую скорость передачи (менее 20 Кбит/сек) и небольшую допустимую длину идя линии (менее 15 м); дифферен-ииа.1ьпые формирователи RS-485, обеспечивакмцие высокую скорость передачи данных (до 10 Мбит/сек) и дчипу линии до I км.

6.5.3. Сигналы на физическом уровне (подуровень PLS)

На подуровне PLS рассматриваются вопросы представления битов, синхронизации, двоич1юе кодирование.

Когда компьютеры и терминалы разделены большими расстояниями, является экономически более выгодным ввести временную настройку в са.м сигнал, вместо того чтобы использовать отдельный канал синхронизации. То есть мы пришли к понятию так называемого самосинхронизирующего кода. При использовании кодов, не являющихся са.мосинхронизирующими, возникает проблема, состоящая в то.м, что синхросигнал и да1П4ые могут быть изменены, когда распространяются по отдельным каналам. Синхросигнал ускоряется и;1и за.медляется относительно информационного сигнала, что означает, что у прие.мника возникают трудности с настройкой на прием информационного сигнала, его захватом.

При использовании самосипхропизируюигего кода принимающее устройство может периодически проверять себя, чтобы убедиться в том, что оно опрашивает линию точно в тот самый мо.мент, когда некоторый бит поступает в приемник. Это требует (в идеальных условиях), чтобы линия очень часто меняла свое состояние. Са.мые лучшие синхронизирующие коды - это те, при использовании которых состояние линии часто меняется, поскольку эти изменения состоя1гия (например, перепад напряжения) позволяют приемнику продолжать настраиваться на сигнат