前言:
由於系統的資料流向不僅僅侷限於板級內,除了板級內的晶元間通訊(spi、iic等),一般情況下均會涉及到系統級的通訊(分布式系統),常見的通訊拓撲有一對
一、一對多、多對多結構。而組網則是針對於一對多、多對多這樣的拓撲,組網所使用的協議棧也就是該拓撲的軟體實現,實現各個系統間的通訊。
1. 常見的組網通訊方式
在通訊模型中,最基本的物理層和資料鏈路層是各個通訊方式的共同之處,區別在於物理層的模擬訊號不一樣以及鏈路層的資料幀格式不一致。
那什麼是物理層和資料鏈路層?
由於計算機只認識0/1這樣的數碼訊號,而在介質中傳播訊號時又是模擬訊號(比如差分訊號),所以既有數模轉換的電路,又有模擬訊號的傳輸介質,這一層稱為物理層。
有了物理層,顯然還不夠,需要將一段0/1序列進行打包(稱為資料幀),同時具有錯誤勘察等功能。不同的通訊方式的資料幀的格式不盡相同,所以需要相對應的控制器來實現資料幀的識別,這一層稱為資料鏈路層。
1.1 乙太網
硬體需求:
分為區域網和廣域網,區域網內的ip處於同乙個網段,採用集線器或者交換機和網線進行連線。
區域網和廣域網之間的通訊使用交換機來進行連線。
網線、集線器屬於物理層裝置;交換機屬於資料鏈路層裝置;路由器屬於網路層裝置。
軟體需求:
tcp/ip協議棧。
硬體需求:
雙絞線、收發器和控制器。can匯流排標準只規定了物理層和資料鏈路層,需要使用者自定義應用層。
軟體需求:
應用層的canopen協議棧。
硬體需求:
雙絞線、收發器和控制器,485是一種差分訊號的電氣標準,資料鏈路層是串列埠控制器。
軟體需求:
可以自定義應用層協議來實現組網,也可以使用modbus協議棧。
2.485和can以及乙太網的異同
2.1 相同點
都可以用來組網,實現多個裝置的互聯;
都採用差分訊號進行傳輸;
2.2 不同點
通訊方式上:
485為半雙工;can為半雙工;ethernet為全雙工。
距離與速度:
can:通訊距離最遠可達10km(速率低於5kbps)速率可達到1mbps(通訊距離小於40m)。
485:rs-485的資料最高傳輸速率為10mbps。
乙太網:在不接中繼器、交換機和情況下,網線最多傳輸100公尺,速率100mbps。
硬體成本:
485的硬體成本最低,can次之,乙太網的成本最高(交換機**貴)。
匯流排衝突的解決方式:
485:一主多從,主站輪詢、一問一答,採用主機仲裁(應用層上實現,效率低)。
can:匯流排控制器實現匯流排仲裁(資料鏈路層實現,效率高)
ethernet:再一次傳送,直至不再衝突。(具有不確定性)
3 總結
存在即合理,任何一種東西的存在,都有它的與缺點。在實際專案開發中,具體選擇哪一種匯流排來進行系統間的通訊,需要考慮使用的條件,包括通訊速度、安全性、可靠性、**等。
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