Управление сетью (диспетчеризация)

 

Назначение управления (диспетчеризации) сети — поддерживать ее коррект­ную (штатную) работу. При этом должны производиться обработка ошибок, конт­роль конфигурации сети и правильности ее работы, ограничение доступа и обес­печение сохранности информации в сети. Для автомобильных систем наиболее важными являются обработка ошибок и контроль конфигурации.

От правильности реализации диспетчерских функций зависит способность сети противостоять отказам. Диспетчеризация осуществляется на локальном и се­тевом уровнях.

► Локальная диспетчеризация осуществляется па уровне узлов. Производится конфигурирование и инициализация узлов, управление уровнями на уровне узла, обнаружение неисправностей и ошибок. Для локального диспетчера нет необхо­димости посылать какие-либо сообщения по сети. При включении узла локаль­ный диспетчер конфигурирует канальный уровень, например, в микросхеме CAN. После обнаружения неисправности диспетчер пытается перезапустить и ре-конфигурировать канальный уровень. Перезапуск производится по различным алгоритмам, как показано на рис. 4.22.

Рисунок 4.22 – Алгоритмы перезапуска шины CAN

 

► Диспетчеризация на сетевом уровне обеспечивает:

• определение и контроль конфигурации сети;

• включение сети;

• переход от неактивного к активному режиму и обратно. Диспетчеризация производится централизованно или децентрализованно. При централизованном подходе один узел выполняет функции диспетчера сети. Для повышения надежности системы должен быть предусмотрен механизм передачи диспетчерских функций другому узлу при отказе первого. При централизованном подходе требуется меньше ресурсов, чем при децентрализованном.

При децентрализованном подходе каждый узел снабжен набором диспетчер­ских функций. Узлы постоянно обмениваются специализированной диспетчер­ской информацией. Сеть оказывается способной продолжать работу, с меньшими возможностями, даже при отказе нескольких узлов.

► Конфигурация сети может изменяться в зависимости от нужд конкретного приложения. В этом случае узлы выполняют разные задачи в зависимости от кон­фигурации сети. Имеются концепции, когда программное обеспечение для эле­ментов мультиплексной системы с указанием конфигурации загружается с одною из узлов при инициализации сети. Полагают, что это путь к сокращению числа типов ЭБУ.

При выходе из строя одного из узлов теряется информация, поступающая с него. Приложение должно сгенерировать утраченные данные самостоятельно, ис­пользуя аварийные значения.

 

Протоколы низкого уровня (шинные)

 

Эти протоколы относятся к двум нижним уровням модели ВОС: канальному и физическому (рис. 4.23).

На канальном уровне определяются функции, необходимые для надежной и эффективной передачи данных между узлами одной и той же сети. Это адресация, организация кадров, обнаружение ошибок во время обмена данными в сети.

На физическом уровне определяют электрические, механические и прочие фи­зические характеристики интерфейса для подключения узла в сети. Рассматрива­ются вопросы спецификации шинных соединителей, сетевых адаптеров, кодиро­вания, синхронизации и т. д.

Различные приложения предъявляют разные требования на физическом уров­не, при этом основными параметрами при проектировании являются:

•скорость и расстояние передачи данных но шине;

•надежность;

• электромагнитная совместимость;

•соответствие стандартам и рекомендуемой практике;

•шинная топология.

Канал связи (электрические провода или оптические кабели) находится ниже физического уровня и в модель ВОС не входит (рис. 4.23).

Примерами протоколов низкого уровня, разработанных специально для авто­мобильной промышленности, являются: CAN (controller area network — Bosch, In­tel), VAN (vehicle area network — Renault, Peugeot), VNP (vehicle network protocol — Ford).

Рисунок 4.23 – Протокол низкого уровня

LLC — Logical Link Control	Канальный уровень
(управление логическим звеном)
Адресация
Обработка ошибок
MAC — Medium Access Control
(управление доступом к среде)
Кодирование кадра
Управление доступом
Обнаружение ошибок
Сообщение об ошибках
Сериализация
PLS — Physical Signaling	Физический Уровень
(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

Рисунок 4.24 – Подробное представление нижних уровней

 

В локальных сетях персональных компьютеров часто применяется протокол Ethernet, который п автомобильных системах не используется.

При рассмотрении протоколов низкого уровня канальный и физический уров­ни модели ВОС дополнительно разделяются на подуровни, что позволяет рас­сматривать происходящие процессы подробнее (рис. 4.24).

 

Канал связи

 

Канал связи физически соединяет узлы, участвующие в обмене данными при передаче сигналов электрическим, оптическим или иным методом. Ниже приво­дятся примеры реализации каналов связи в порядке возрастания их стоимости:

•одиночный провод;

•два провода;

•витая пара;

• экранированная витая пара;

• коаксиальный кабель;

•оптический кабель;

• инфракрасное излучение;

• радиоканал.

Инфракрасное излучение и радиоканал для передачи данных по шине внутри автомобиля в настоящее время не применяются. Устройства с такими передающи­ми каналами используют для обмена данными между автомобилем и внешней 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 автомобильных мультиплексных системах. Оптические кабели, способные эксплуатироваться в температурном режиме, характерном для автомобиля, стоят дорого, кроме того, с их помощью трудно реализовать сети с шинной топологией (звездообразная или кольцевая топология реализуется проще).

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

Однопроводная 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 (Ом/м), затухание (dB/м), задержку распространения (нс/м), допустимую максимальную длину ли­нии. Учитывается также маршрут прокладки линии связи в автомобиле и макси­мальная длина отводов к узлам (для шинной топологии).

Рисунок 4.25 – Стоимостные и эксплуатационные характеристики различных линий связи

На рис. 4.25 показано примерное соотношение между стоимостными и эксплу­атационными характеристиками различных линий связи.

 

Подуровни MDI и РМА

 

В автомобильных мультиплексных системах сигналы передаются на относите­льно высокой частоте и имеют малую мощность. С учетом этого для соединителей (разъемов) важными параметрами на подуровне MDI являются переходное сопро­тивление контактов, максимальная частота канализации, возможность подключе­ния экрана. На подуровне РМА физического уровня определяются характеристи­ки шинных драйверов (формирователей) и приемников.

Емкость передающей линии и токоформирующая 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 подключаются к линии.

Выпускаются разные типы формирователей: шинные формирователи RS-232 для однопроводной линии, которые имеют низкую скорость передачи (менее 20 Кбит/сек) и небольшую допустимую длину для линии (менее 15 м); дифферен­циальные формирователи RS-485, обеспечивающие высокую скорость передачи данных (до 10 Мбит/сек) и длину линии до 1 км.

 

---

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 460; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!