现场总线技术第二章 网络与数据通信基础(第3版)

（1）总线操作
总线上命令者与响应者之间的连结→数据传送→脱开这 一操作序列称为一次总线“交易”(transaction)，或者 叫做一次总线操作。“脱开”(disconnect)是指完成数 据传送操作以后，命令者断开与响应者的连接。
（2）总线传送
“读”(read)数据操作是读来自响应者的数据；“写 ”(write)数据操作是向响应者写数据。读写操作都需要 在命令者和响应者之间传递数据。
4.接收设备
接收设备的基本功能是完成发送设备的反变换，即进 行解调、译码、解密等。它的任务是从带有干扰的信 号中正确恢复出原始信息来，对于多路复用信号，还 包括解除多路复用，实现正确分路。
以上所述是单向通信系统，但在大多数场合下，信源 兼为收信者，通信的双方需要随时交流信息，因此要 求双向通信。
二、数据通信原理 1、传输方式 通信方式按照信息的传输方向分为 ： (1)单工 (simplex)方式 信息只能沿单方向传输的通
信方式称为单工方式；。 (2)半双工(Half duplex)方式 信息可以沿着两个方
向传输，但在某一时刻只能沿一个方向传输的通信 方式称为半双工方式； (3)全双工 (Full duplex)方式 信息可以同时沿着两 个方向传输的通信方式称为全双工方式。
第二章
数据通信基础与网络互联
第2章 网络与数据通信基础
2.1 总线的基本概念与操作 2.2 通信系统简介 2.3 网络结构及传输介质 2.4 通信系统的协议模型 2.5 差错控制 2.6 网络互联及互联设备
2.1 总线的基本概念与操作
一、 基本概念 1.总线的基本术语 （1）总线与总线段(bus segment)。 从广义说，总线就是传输信号或信息的公共路径，是
2.2 通信系统简介
一、通信系统的组成
通信系统是传 递信息所需的 一切技术设备 的总和。它一 般由信息源和 信息接收者， 发送、接收设 备，传输媒介 几部分组成。
1.信息源和接收者 信息源和接收者是信息的产生者和使用者。 在数字通信系统中传输的信息是数据，是数字化了的
信息。这些信息可能是原始数据，也可能是经计算机 处理后的结果，还可能是某些指令或标志。 信息源可根据输出信号的性质不同分为模拟信息源和 离散信息源。
3.传输介质
传输介质指发送设备到接收设备之间信号传递所经媒 介。它可以是无线的，也可以是有线的(包括光纤)。 有线和无线均有多种传输媒介，如电磁波、红外线为 无线传输介质，各种电缆、光缆、双绞线等为有线传 输介质。
介质在传输过程中必然会引入某些干扰，如热噪声、 脉冲干扰、衰减等。媒介的固有特性和干扰特性直接 关系到变换方式的选取。
遵循同一技术规范的连接与操作方式。 一组设备通过总线连在一起称为“总线段”。 可以通过总线段相互连接把多个总线段连接成一个网
络系统。
（2）总线主设备
可在总线上发起信息传输的设备叫做“总线主设备 ”(bus master) ，又称命令者。
（3）总线从主设备
不能在总线上主动发起通信、只能挂接在总线上、对 总线信息进行接收查询的设备称为总线从设备(bus slaver)，也称基本设备。
（b）逻辑寻址 用于指定存储单元的某一个通用区，而 并不顾及这些存储单元在设备中的物理分布。
（c）广播寻址 广播寻址用于选择多个响应者。
（5）总线仲裁
总线在传送信息的操作过程中有可能会发生“冲突 ”(contention)。为解决这种冲突，就需进行总线占 有权的“仲裁”（arbitration)。总线仲裁是用于裁 决哪一个主设备是下一个占有总线的设备。
（3）请求通信
通信请求是由总线上某一设备向另一设备发出的请求信 号，要求后者给予注意并进行某种服务。它们有可能要 求传送数据，也有可能要求完成某种动作。
（4）寻址
寻址过程是命令者与一个或多个从设备建立起联系的一 种总线操作。通常有以下三种寻址方式:
（a）物理寻址 用于选择某一总线段上某一特定位置的 从设备作为响应者。
（8）容错
设备在总线上传送信息出错时，如何减少故障对系统 的影响，提高系统的重配置能力是十分重要的。故障 对分布式仲裁的影响就比菊花链式仲裁小。后者在设 备出故障时，会直接影响它后面设备的工作。总线系 统应能支持软件利用一些新技术，如动态重新分配地 址，把故障隔离开来，关闭或更换故障单元。
2.发送设备
发送设备的基本功能是将信息源和传输媒介匹配起来 ，即将信息源产生的消息信号经过编码，并变换为便 于传送的信号形式，送往传输媒介。
信源编码：把连续消息变换为数字信号；
信道编码：使数字信号与传输介质匹配，提高传输的 可靠性或有效性。
发送设备还要包括为达到某些特殊要求所进行的各种 处理，如多路复用、保密处理、纠错编码处理等。
总线仲裁操作和数据传送操作是完全分开且并行工作 的，因此总线占有权的交接过程不会耽误总线操作。
（6）总线定时
总线操作用“定时”(timing)信号进行同步。定时信 号用于指明总线上的数据和地址在什么时刻是有效的 。
定时信号有异步和同步两种。 （7）出错检测
在总线上传送信息时会因噪声和干扰而出错，因此在 高性能的总线中一般设有出错码产生和校验机构，以 实现传送过程的出错检测。
在总线上可能有多个主设备，某一设备既可以是主设 备，也可以是从设备，但不能同时既是主设备又是从 设备。
（4）控制信号（三种类型）
（a）控制连在总线上的设备，让它进行所规定的操 作，如设备清零、初始化、启动和停止等。
（b）用于改变总线操作的方式，如改变数据流的方 向，选择数据字段的宽度和字节等。
（c）表明地址和数据的含义，如对于地址，可用于 指定某一地址空间，或表示出现了广播操作；对于数 据，可用于指定它能否转译成辅助地址或命令。
（5）总线协议
管理主、从设备使用总线的一套规则称为“总线协议 ”(bus protocol)。这是一套事先规定的、必须共同遵 守的规约。
2.总线操作的基本内容