Đang tải... (xem toàn văn)
1. Vấn ₫ề kiểm soát truy nhập bus 2. Phương pháp Master/Slave 3. Phương pháp Token Passing 4. Phương pháp TDMA 5. Phương pháp CSMA/CD 6. Phương pháp CSMA/CA
© 2004, HOÀNG MINH SƠNChương 1Hệ thống thông tin công nghiệp1/20/20064.3 Kiểm soát truy nhập bus 2© 2004, HOÀNG MINH SƠN4.3 Kiểm soát truy nhập bus© 2005 - HMS4.3 Kiểm soát truy nhập bus1. Vấn ₫ề kiểm soát truy nhập bus2. Phương pháp Master/Slave3. Phương pháp Token Passing4. Phương pháp TDMA5. Phương pháp CSMA/CD6. Phương pháp CSMA/CA 3© 2004, HOÀNG MINH SƠN4.3 Kiểm soát truy nhập bus© 2005 - HMS1. Vấn ₫ề kiểm soát truy nhập bus Kiểm soát truy nhập bus (Bus access control, Medium Access Control): Phân chia thời gian truy nhập ₫ường truyền (gửi tín hiệu ₫i) Phương pháp kiểm soát truy nhập bus ảnh hưởng tới:— ₫ộ tin cậy— tính năng thời gian thực— hiệu suất sử dụng ₫ường truyền Phương pháp kiểm soát truy nhập bus liên quan chặt chẽ tới, nhưng không ₫ồng nghĩa với cơ chế giao tiếp. So sánh ví dụ: Làm thế nào ₫ể trong một cuộc họp ₫ểkhi một người nói thì những người khác không chen vào? 4â 2004, HONG MINH SN4.3 Kim soỏt truy nhp busâ 2005 - HMSPhõn loi phng phỏpTruy nhập tiền địnhKiểm soát t ập trungMaster/ SlaveTDMAPhơng pháptruy nhập busTruy nhập ngẫu nhiênKiểm soát phân tánToken PassingNhận biết xung độtCSMA/CDCSMA/CATránh xung đột 5© 2004, HỒNG MINH SƠN4.3 Kiểm sốt truy nhập bus© 2005 - HMS2. Phương pháp chủ/tớ (Master/Slave) Vai trò của trạm chủ:—Kiểm sốt hồn tồn giao tiếp trong hệ thống, hoặc—Chỉ ₫óng vai trò phân chia quyền truy nhập busMasterSlave Slave Slave Slave 6© 2004, HOÀNG MINH SƠN4.3 Kiểm soát truy nhập bus© 2005 - HMSƯu ₫iểm và nhược ₫iểm Ưu ₫iểm:—Tiền ₫ịnh— Đơn giản, ₫ỡ tốn kém— Trí tuệ tập trung tại một trạm chủ Nhược ₫iểm— Độ tin cậy phụ thuộc vào một trạm duy nhất—Hiệu suất trao ₫ổi dữ liệu giữa hai trạm tớ thấp Ứng dụng chủ yếu—phổ biến trong các hệ thống bus cấp thấp (bus trường hay bus thiết bị)— trao ₫ổi thông tin hầu như chỉ diễn ra giữa trạm chủ làthiết bị ₫iều khiển và các trạm tớ là thiết bị trường hoặc các module vào/ra phân tán. 7© 2004, HOÀNG MINH SƠN4.3 Kiểm soát truy nhập bus© 2005 - HMSBiểu ₫ồ trình tự giao tiếpMaster Slave 1 Slave 21: receive_request2: send_request3: send_data4: send_completed5: receive_completed 8© 2004, HOÀNG MINH SƠN4.3 Kiểm soát truy nhập bus© 2005 - HMS3. Token PassingTr¹m 1Tr¹m 4Tr¹m 5Tr¹m 6Tr¹m 2Tr¹m 3Token RingTokenTr¹m 3 Tr¹m 4Tr¹m 5Tr¹m 6Tr¹m 1Tr¹m 2TokenToken Bus 9© 2004, HOÀNG MINH SƠN4.3 Kiểm soát truy nhập bus© 2005 - HMSToken? Một bức ₫iện rất ngắn, có cấu trúc ₫ặc biệt Ví dụ:DestinationAddressStartDelimiterSource AddressEnd Delimiter 10© 2004, HOÀNG MINH SƠN4.3 Kiểm soát truy nhập bus© 2005 - HMSVấn ₫ề kiểm soát Token Giám sát token: Nếu do một lỗi nào ₫ómàtoken bị mất hoặc gia bội, cần phải thông báo xóa các token cũ vàtạo một token mới. Khởi tạo token: Sau khi khởi ₫ộng một trạm ₫ược chỉ ₫ịnh có trách nhiệm tạo một token mới. Tách trạm ra khỏi mạch vòng logic: Một trạm có sự cốphải ₫ược phát hiện và tách ra khỏi trình tự ₫ược nhận token. Bổ sung trạm mới: Một trạm mới ₫ược kết nối mạng, một trạm cũ ₫ược thay thế hoặc ₫ưa trở lại sử dụng phải ₫ược bổ sung vào mạch vòng logic ₫ể cóquyền nhận token. [...]... Fieldbus H1) —Chủ yếu ở cấp trường 5 © 2004, HỒNG MINH SƠN 4.3 Kiểm sốt truy nhập bus © 2005 - HMS 2. Phương pháp chủ/tớ (Master/Slave) Vai trò của trạm chủ: Kiểm sốt hồn tồn giao tiếp trong hệ thống, hoặc —Chỉ ₫óng vai trị phân chia quyền truy nhập bus Master Slave Slave Slave Slave 3 © 2004, HỒNG MINH SƠN 4.3 Kiểm sốt truy nhập bus © 2005 - HMS 1. Vấn ₫ề kiểm soát truy nhập bus Kiểm soát truy. .. 2005 - HMS 1. Vấn ₫ề kiểm soát truy nhập bus Kiểm soát truy nhập bus (Bus access control, Medium Access Control): Phân chia thời gian truy nhập ₫ường truy n (gửi tín hiệu ₫i) Phương pháp kiểm sốt truy nhập bus ảnh hưởng tới: — ₫ộ tin cậy — tính năng thời gian thực — hiệu suất sử dụng ₫ường truy n Phương pháp kiểm soát truy nhập bus liên quan chặt chẽ tới, nhưng không ₫ồng nghĩa với cơ chế... SƠN 4.3 Kiểm sốt truy nhập bus © 2005 - HMS 5. CSMA/CD Một phương pháp truy nhập bus ngẫu nhiên, nổi tiếng cùng mạng Ethernet (IEEE 802.3) CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) — Carrier Sense: Cảm nhận, nghe ngóng ₫ường truy n — Multiple Access: Đa truy nhập (₫ương nhiên!) — Collision Detection: Nhận biết xung ₫ột 18 © 2004, HỒNG MINH SƠN 4.3 Kiểm sốt truy nhập bus ©... cơng nghiệp 1/20/2006 4.3 Kiểm soát truy nhập bus 12 © 2004, HỒNG MINH SƠN 4.3 Kiểm sốt truy nhập bus © 2005 - HMS Kết hợp với Master/Slave (Multimaster) Master (1) Slave (2) (1) Token passing gi÷a các trạm tích cực (2) Master/slave giữa một trạm tích cực v một số trạm không tích cực Master Master Master Master Slave Slave Slave 23 © 2004, HỒNG MINH SƠN 4.3 Kiểm sốt truy nhập bus © 2005 - HMS Qui ₫ịnh... giữa hai trạm tớ thấp Ứng dụng chủ yếu —phổ biến trong các hệ thống bus cấp thấp (bus trường hay bus thiết bị) — trao ₫ổi thông tin hầu như chỉ diễn ra giữa trạm chủ là thiết bị ₫iều khiển và các trạm tớ là thiết bị trường hoặc các module vào/ra phân tán. 10 © 2004, HỒNG MINH SƠN 4.3 Kiểm sốt truy nhập bus © 2005 - HMS Vấn ₫ề kiểm soát Token Giám sát token: Nếu do một lỗi nào ₫ómàtoken bị mất hoặc... SƠN 4.3 Kiểm sốt truy nhập bus © 2005 - HMS 6. CSMA/CA CSMA/CA: Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance Một phương pháp cải tiến từ CSMA/CD, bổ sung mức ưu tiên ₫ể cải thiện tính thời gian thực Nổi tiếng cùng mạng CAN (Controller Area Network) 17 © 2004, HỒNG MINH SƠN 4.3 Kiểm sốt truy nhập bus © 2005 - HMS Điều kiện ràng buộc Điều kiện ràng buộc giữa chiều dài dây dẫn, tốc ₫ộ truy n... SƠN 4.3 Kiểm sốt truy nhập bus © 2005 - HMS Ưu ₫iểm và nhược ₫iểm Ưu ₫iểm —Tiền ₫ịnh, phù hợp với trao ₫ổi dữ liệu tuần hồn —Cóthể ₫áp ứng yêu cầu rất ngặt nghèo về tính năng thời gian thực — Khơng cần kiểm sốt tập trung Nhược ₫iểm —Hiệu suất sử dụng ₫ường truy n có thể khơng cao — Đồng bộ hóa thời gian phức tạp Ứng dụng: —Thường là kết hợp với Master/Slave (ví dụ Profibus-DP V2.0, Interbus) hoặc... họp ₫ể khi một người nói thì những người khác khơng chen vào? 21 © 2004, HỒNG MINH SƠN 4.3 Kiểm sốt truy nhập bus © 2005 - HMS Nguyên tắc làm việc T1 0 1 0* T2 0 1 1* R1 0 1 0 R2 0 1 0 0 1 0 1 Phát hiện lỗi > ngừng ph¸t Møc tÝn hiƯu lÊn ¸t > ph¸t tiÕp 6 © 2004, HỒNG MINH SƠN 4.3 Kiểm sốt truy nhập bus © 2005 - HMS Ưu ₫iểm và nhược ₫iểm Ưu ₫iểm: —Tiền ₫ịnh — Đơn giản, ₫ỡ tốn kém — Trí... 6 Tr¹m 1 Tr¹m 2 Token Token Bus 22 © 2004, HỒNG MINH SƠN 4.3 Kiểm sốt truy nhập bus © 2005 - HMS Điều kiện ràng buộc Ngặt nghèo hơn so với CSMA/CD Một trạm phải có khả năng phát hiện ra xung ₫ột trước khi nó ra quyết ₫ịnh có gửi bit tiếp theo hay không => thời gian bit T B phải lớn hơn nhiều hai lần thời gian lan truy n tín hiệu T S 1/v > 2T S , với v là tốc ₫ộ truy n <=> 1/v >>... kiện: (Chiều dài bức ₫iện n / Tốc ₫ộ truy n v) > 2T S <=> n/v > 2l/(0,66*300.000.000), với l là chiều dài dây dẫn và hệ số k = 0,67 <=> lv < 100.000.000n Ví dụ: Fast Ethernet (100Mbit/s) l = 100m => một bức ₫iện không thể ngắn hơn 100 bit. Hệ quả xét về hiệu suất sử dụng ₫ường truy n và khả năng ứng dụng? 8 © 2004, HỒNG MINH SƠN 4.3 Kiểm sốt truy nhập bus © 2005 - HMS 3. Token . nghiệp1/20/20064.3 Kiểm soát truy nhập bus 2© 2004, HOÀNG MINH SƠN4.3 Kiểm soát truy nhập bus 2005 - HMS4.3 Kiểm soát truy nhập bus1 . Vấn ₫ề kiểm soát truy nhập bus2 .. CSMA/CA 3© 2004, HOÀNG MINH SƠN4.3 Kiểm soát truy nhập bus 2005 - HMS1. Vấn ₫ề kiểm soát truy nhập bus Kiểm soát truy nhập bus (Bus access control, Medium Access