| 引 言
總線局域網(wǎng)的總線爭(zhēng)用使得它不適合于一些對(duì)時(shí)間有嚴(yán)格要求的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng),而ARCNET(Attached Resource Computer NET)具有可靠性高、通信速率高、可確定的網(wǎng)絡(luò)性能以及遠(yuǎn)距離通信能力等特點(diǎn),是一種理想的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。它具有以下3個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)：第一,它采用令牌傳遞協(xié)議保證在確定的時(shí)間內(nèi)完成消息的傳輸;第二,它支持長(zhǎng)度可變的數(shù)據(jù)幀(0~507字節(jié)),額外開銷小,加上其總線速率高(可達(dá)10Mbps),使得其對(duì)短消息有良好的響應(yīng)能力;第三,內(nèi)置的16位CRC校驗(yàn)和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議使得其有較高的可靠性和軟件操作簡(jiǎn)單。ARCNET網(wǎng)絡(luò)在物理上是一個(gè)總線網(wǎng),而邏輯上卻是一個(gè)令牌環(huán)。COM20022是SMSC公司的一款高速率嵌入式ARCNET控制器,利用COM20022容易實(shí)現(xiàn)10Mbps令牌總線局域網(wǎng)。
COM20022
COM20022支持總線速率最高可達(dá)10Mbps,速率可以在寄存器中設(shè)置。能夠支持多種微處理器,數(shù)據(jù)總線口寬8/16位可選,集成了2K字節(jié)的雙端口RAM,新增了可編程DMA通道。軟件可編程節(jié)點(diǎn)ID號(hào),支持最大255個(gè)節(jié)點(diǎn)。增加或減少節(jié)點(diǎn)時(shí)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)重構(gòu),支持重復(fù)節(jié)點(diǎn)ID檢測(cè)。網(wǎng)絡(luò)上所有的節(jié)點(diǎn)按節(jié)點(diǎn)ID由小到大的順序構(gòu)成一個(gè)邏輯環(huán)路,令牌沿著邏輯環(huán)在各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間傳遞,獲得令牌的節(jié)點(diǎn)就可以發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)幀,如果沒有數(shù)據(jù)發(fā)送,則令牌傳遞給相鄰的下一個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)。令牌循環(huán)傳遞,為各個(gè)節(jié)點(diǎn)提供平等的網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)。
COM20022和微處理器的接口
COM20022為了能適配更多的微處理器的類型,而不增加額外引腳,它具有自動(dòng)適配微處理器的功能。既能兼容INTEL的微處理器(如圖1),又能兼容MOTOROLA的微處理器。接入的總線有復(fù)合方式和非復(fù)合方式兩種。COM20022是通過地址線A0的狀態(tài)來確定其數(shù)據(jù)總線的類型的。若A0接地,COM20022為復(fù)合總線;若A0接微處理器的地址線A0,則COM20022為非復(fù)合總線。
圖1 COM20022和8051的接口
下面是COM20022確定其數(shù)據(jù)總線類型的初始化程序：
首先對(duì)COM20022的奇地址寄存器進(jìn)行一次寫操作,然后進(jìn)行一次讀操作。一旦總線類型被確定,COM20022將會(huì)保持這種接口模式不變,直到下次復(fù)位為止。
COM20022網(wǎng)絡(luò)接口驅(qū)動(dòng)芯片
COM20022在互聯(lián)時(shí),距離非常近時(shí)可以不加驅(qū)動(dòng)器,比如同一個(gè)儀器的內(nèi)部。兩個(gè)或多個(gè)(不超過255個(gè))ARCNET設(shè)備需要連接時(shí),就需要加上驅(qū)動(dòng)器。圖2和圖3中都是用75176,這是一個(gè)直流耦合RS-485驅(qū)動(dòng)器。由于RS-485接口比較簡(jiǎn)單,只需要5類雙絞線就可以傳輸,所以安裝和維護(hù)都比較方便。為了更方便選擇傳輸媒質(zhì),還可以使用SMSC的HYC9088A,這是一個(gè)雙絞線和同軸電纜兼容的驅(qū)動(dòng)器,但是它只支持最高2.5Mbps總線速率。如果需要傳輸距離更遠(yuǎn)時(shí),可以使用光纖收發(fā)器,傳輸距離可達(dá)一公里以上。
; 圖2 同軸電纜連接的令牌總線局域網(wǎng)
圖3 雙絞線連接的令牌總線局域網(wǎng)
組 網(wǎng)
利用COM20022可以做網(wǎng)卡,插入計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展槽,用連接電纜讓所接入的計(jì)算機(jī)組成令牌總線局域網(wǎng),也可以利用COM20022做數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)或點(diǎn)到多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸。為了更好的組網(wǎng),也可以使用HUB來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)。HUB分為兩類,一類是無源HUB,一類是有源HUB。無源HUB價(jià)格便宜。無源HUB一般有4個(gè)端口,用來連接星形結(jié)構(gòu)的同軸電纜收發(fā)器。有源HUB實(shí)際是一種電路中繼器,可以使用多種連接介質(zhì)互聯(lián)。覆蓋范圍遠(yuǎn)比無源HUB遠(yuǎn),能隔離電纜故障和防止信號(hào)反射,常用于分布式星形網(wǎng)絡(luò)。組網(wǎng)時(shí),還需要用到終結(jié)器,使用同軸電纜時(shí),任何不用的無源HUB端口或電纜都要用93Ω的終結(jié)器終結(jié);使用雙絞線時(shí),終結(jié)器插入位于電纜末端的網(wǎng)卡上,終結(jié)器阻值為所用雙絞線的特性阻抗的值。網(wǎng)卡、HUB、終結(jié)器三者具備后,就可以組網(wǎng)了,所組成的網(wǎng)絡(luò)就是令牌總線局域網(wǎng)。
ARCNET令牌總線局域網(wǎng)布線方式主要有兩種：一種是總線型,另一種是星型總線型。
總線結(jié)構(gòu)
同軸電纜為連接介質(zhì)的總線結(jié)構(gòu)與以太網(wǎng)細(xì)纜方式相類似,如圖2所示。ARCNET總線最大長(zhǎng)度305米�？陕�(lián)接的設(shè)備最多8個(gè)。設(shè)備與總線的聯(lián)接通過T型聯(lián)接器,該聯(lián)接器的頂部與電纜相連,底部與網(wǎng)卡相連。電纜兩端必須用93W的終結(jié)器來終結(jié)。
當(dāng)使用雙絞線為連接介質(zhì)時(shí),即適合這種介質(zhì)的網(wǎng)卡有兩個(gè)端口,一端口連本節(jié)點(diǎn),另一端口連下一節(jié)點(diǎn),如此級(jí)連,最大可連17個(gè)節(jié)點(diǎn)(使用直流耦合的RS-485)。兩端的網(wǎng)卡多余端口可以接上終結(jié)器。圖3所示為帶兩個(gè)RJ11連接器的網(wǎng)卡,不連的兩個(gè)端口接上了120W終結(jié)器。
星形總線結(jié)構(gòu)
星形總線布線是以HUB為中心,形成一種多星形互連在一起的結(jié)構(gòu),如圖4所示。這種結(jié)構(gòu)之所以稱為總線是由于所有工作站共享公共電纜。
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