ZXQ第二章数据通信基础PPT课件

• 总线仲裁 (bus arbitration)
– 总线仲裁指对总线冲突的处理过程，某一时刻只允许一 个设备占用总线，等到它完成总线操作，释放总线占有 权后，才允许其他设备占用总线。
– 总线仲裁用于根据某种规则确定下一个时刻具有总线占 有权的设备
– 总线仲裁有集中仲裁与分布式仲裁两种
总线与总线操作
– 从获得总线占有权到主设备脱开总线的 时间间隔称为总线持有时间、或总线占 有期
报文与协议
• 语法(syntax)
– 通信数据的结构、格式及次序。如一个简单的协议 可以定义数据的前面8位（或16位）是发送者地址 即源地址的二进制码，接着的8位（或16位）是接 收者地址即目的地址的二进制码，后面紧跟着的是 要传送的指令或数据等
第2章 数据通信基础
教学目的与要求：掌握工业数据通信系统的组成， 了解通信系统的性能指标，掌握数据编码方法、 数据传输方式、通信线路的工作方式、信号的传 输模式，掌握对传输错误的检测和校正方法。
教学重点：掌握曼切斯特编码和差分曼切斯特编 码的编码规则及其波形
教学难点：CRC循环冗余校验的工作原理、海明 码的错误检测与纠正
• 语义(semanteme)
– 指通信数据位流中每个部分的含义，收发双方正是 根据语义来理解所通信数据的意义。如该数据表明 了现场某点的温度测量值，该点温度是否处于异常 状态，该温度测量仪表本身的工作状态是否正常等
报文与协议
• 时序安排(scheduling)
– 时序安排包括：各节点数据发送时间的先后 次序；发送数据时占用通道的时间；数据的 传输速率
• 波特（Baud）
– 指信号的一个变化波形
• 波特率（Baud Baud 或B
数据信号 时钟信号 数据波形
• 同步(synchronous)
通信术语
– 同步是串行数据通信中收发双方对时钟周期采 取的一致性措施，是保证数据通信正确进行的 重要措施。
– 从干线连接到某些终端设备的支线电路。
总线与总线操作
• 总线操作(bus operation)
– 总线上数据发送者与接收者之间从连接数据传 送脱开这一操作序列称为一次总线操作
• 连接（connect）
– 指在相同或不同设备内，通信对象之间的逻辑绑 定（binding）
• 脱开(disconnect)
• 传输速率（Transmission rate）
– 单位时间内传送数据量的多少。传输速率是 位时间的倒数
– 常用单位是每秒传输数据的位数,也被称为比 特率。记作bit/s或bps
– 工业数据通信中常用的数据传输速率为9600、 31.25K、500K、1M、2.5M、10M以及 100Mbps等
通信术语
– 指完成一次或多次总线操作后，发送者与接收者 之间断开连接关系，放弃对总线占有权的过程
• 数据传送(data transmission)
– 通信连接及随后的报文发送与接收过程 – 指跨越总线的数据读写操作过程
• 冲突(Contention)
总线与总线操作
– 总线是多个设备之间信号传输的公共路径, 当有一个以上 设备企图同时占用总线时引发的矛盾，被称为冲突
第2章 数据通信基础
• 2.1 基本术语
– 数据通信系统的组成
• 2.2 通信系统的性能指标
– 有效性指标 – 可靠性指标 – 通信信道的频率特性 – 介质带宽 – 信道容量 – 信噪比对信道容量的影响
• 2.3 数据编码（重点）
– 数字数据编码 – 模拟数据编码
• 2.4 数据传输方式
– 串行传输和并行传输 – 同步传输与异步传输 – 位同步、字符同步与帧同步
• 位同步(bit synchronous)
– 收发双方在每个数据位保持时钟周期的一致即 同步。
– 位同步要求接收端与发送端定时信号的频率相 同，并使数据信号与定时信号间保持固定的相 位关系。
– 接收端可以从接收信号中提取位同步信号
通信术语
• 字符同步(Character or word synchronous)
请求使用总线，待仲裁结束时，有最高优先级代码 的设备取得总线访问权 – 按网络地址轮流占用总线，仲裁周期传递的仲裁代 码与某设备的地址相同，表明该设备在下一时刻获 得总线访问权
总线与总线操作
• 访问等待时间(Access latency)
– 总线设备为获得总线占有权而等待仲裁 的时间
• 总线持有时间(bus holding time)
• 2.5 通信线路的工作方式
– 单工通信 – 半双工通信 – 全双工通信
• 2.6 信号的传输方式
– 基带传输、载波传输与宽带传输
• 2.7 传输差错的检测与校正（难点）
总线与总线操作
• 总线 (bus)
– 信号的公用传输线
• 现场总线(filed bus)
– 用于连接多个现场测量控制设备、在各 现场设备之间传递信号的共享传输介质
总线与总线操作
• 总线段（bus segment）
– 指总线和通过总线连接在一起的多个设备的组 合，也被称为现场总线系统的一个网段
– 同一总线段上设备的连接与操作方式遵循同一 种协议规范
– 多个总线段可连接成现场总线网络系统
• 干线（trunk）
– 为其他分支线路提供信号的通信主通道
• 分支（spur）
– 收发双方往往需要以某种方式校对时钟，并 协调数据处理的快慢
– 由于传输迟延、路由路径等原因，可能出现 数据收发次序错乱的现象。这在某些控制系 统、特别是装置启停控制的过程中，不容许 发生的现象
通信术语
• 位时间（bit time）
– 通信中传输1个数据位即1比特所需要的时间 – 位时间也被称为比特时间
– 以字符作为一个独立整体组织成组，在每组字符之前 加上一个或多个同步字符的传送方式。
– 传输开始时用同步字符使收发双方进入同步。接收端 接收到同步字符，并根据它来确定字符的起始位置。
• 集中仲裁(centralized arbitration)
– 仲裁过程由某个特定的单元完成。如果有两个以上 主设备同时请求使用总线时，由该特定的仲裁单元 根据规定的仲裁方案实行仲裁。
• 分布式仲裁(distributed arbitration)
– 仲裁过程在各个主设备中自主完成 – 按各主设备的优先级实现仲裁，如遇多个设备同时