I+K technológiák. Buszrendszerek Dr. Aradi Szilárd

Hasonló dokumentumok
Járműfedélzeti rendszerek II. 6. előadás Dr. Bécsi Tamás

Járműfedélzeti kommunikáció. Controller Area Network Dr. Aradi Szilárd

Programozható vezérlő rendszerek KOMMUNIKÁCIÓS HÁLÓZATOK 2.

Járműfedélzeti hálózatok. Fedélzeti diagnosztikai protokollok Dr. Aradi Szilárd

Autóipari beágyazott rendszerek CAN Controller Area Network

A CAN hálózat alapjai

1 Járműipari hálózatok

2.5 Soros adatkommunikációs rendszerek CAN (Ötödik rész)

CAN BUSZ ÁLTALÁNOS ISMERTETŐ

Járműfedélzeti rendszerek II. 8. előadás Dr. Bécsi Tamás

Járműinformatika Multimédiás buszrendszerek (MOST, D2B és Bluetooth) 4. Óra

Adatkapcsolati réteg 1

I+K technológiák. Beágyazott rendszerek 3. előadás Dr. Aradi Szilárd

Autóipari beágyazott rendszerek. Local Interconnection Network

Rendszertervezés házi feladat

Autóipari kommunikációs protokollok a CAN

ARM Cortex magú mikrovezérlők

XII. PÁRHUZAMOS ÉS A SOROS ADATÁTVITEL

Változó adatátviteli sebesség a gyors kommunikációért

Busz... LAN. Intranet. Internet Hálózati terminológia

I+K technológiák. Digitális adatátviteli alapfogalmak Aradi Szilárd

Hálózati ismeretek. Az együttműködés szükségessége:

A CAN mint ipari kommunikációs protokoll CAN as industrial communication protocol

ARM Cortex magú mikrovezérlők

I 2 C, RS-232 és USB. Informatikai eszközök fizikai alapjai. Oláh Tamás István

Tartalom. Az adatkapcsolati réteg, Ethernet, ARP. Fogalma és feladatai. Adatkapcsolati réteg. A hálókártya képe

SPECIÁLIS CÉLÚ HÁLÓZATI

Modbus kommunikáció légkondícionálókhoz

Járműinformatika. 2. Óra. Kőrös Péter

Bevezetés. Számítógép-hálózatok. Dr. Lencse Gábor. egyetemi docens Széchenyi István Egyetem, Távközlési Tanszék

Járműfedélzeti kommunikáció. Dr. Aradi Szilárd

Tájékoztató. Használható segédeszköz: -

ARM programozás. Iványi László Szabó Béla

Számítógépes Hálózatok. 4. gyakorlat

ADATKAPCSOLATI PROTOKOLLOK

Terepi buszrendszerek összehasonlítása jegyzet az Épületinformatika cím tárgyhoz

Beágyazott rendszerek analízise laboratórium

Hálózati alapismeretek

Járműinformatika bevezetés. 1. Óra

Hálózatok I. (MIN3E0IN-L) ELŐADÁS CÍME. Segédlet a gyakorlati órákhoz. 2.Gyakorlat. Göcs László

Járműfedélzeti rendszerek II. 6. előadás Dr. Aradi Szilárd

Hálózati architektúrák laborgyakorlat

JÁRMŰIPARBAN GYAKRAN ALKALMAZOTT FEDÉLZETI BUSZOK 1. BEVEZETÉS

Ipari buszrendszerek PROFIBUS. Készítette: Tomozi György

Frankfurti repülőtér: a lehető legnagyobb biztonság a fel- és leszállásnál

MODBUS PROTOKOLL ISO 8823, X.226 ASP, ADSP, ZIP ATP, NBP, AEP, RTMP X.25 (PLP), MTP 3, SCCP DDP. LocalTalk, TokenTalk, EtherTalk,

Készítette: Dr. Füvesi Viktor

Járműfedélzeti hálózatok. Digitális adatátviteli alapfogalmak Aradi Szilárd

Address Resolution Protocol (ARP)

loop() Referencia:

13. KOMMUNIKÁCIÓS HÁLÓZATOK

INVERSE E1 MULTIPLEXER LAN BRIDGE

2. rész PC alapú mérőrendszer esetén hogyan történhet az adatok kezelése? Írjon pár 2-2 jellemző is az egyes esetekhez.

MAC címek (fizikai címek)

Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet. Jákó András BME EISzK

Számítógép hálózatok gyakorlat

Hálózati Architektúrák és Protokollok GI BSc. 3. laborgyakorlat

Programozó- készülék Kezelőkozol RT óra (pl. PC) Digitális bemenetek ROM memória Digitális kimenetek RAM memória Analóg bemenet Analóg kimenet

OSI-ISO modell. Az OSI rétegek feladatai: Adatkapcsolati réteg (data link layer) Hálózati réteg (network layer)

Controller Area Network

Roger UT-2. Kommunikációs interfész V3.0

Számítógépes hálózatok

Rohonczy János: Hálózatok

WAGO PLC-vel vezérelt hő- és füstelvezetés

Számítógép-hálózatok zárthelyi feladat. Mik az ISO-OSI hálózati referenciamodell hálózati rétegének főbb feladatai? (1 pont)

Hálózatok. Alapismeretek. A hálózatok célja, építőelemei, alapfogalmak

Hálózatok Rétegei. Számítógépes Hálózatok és Internet Eszközök. TCP/IP-Rétegmodell. Az Internet rétegei - TCP/IP-rétegek

Hálózati architektúrák laborgyakorlat

A hagyományos összeköttetést alkalmazó rendszerekben az egyes eszközök közötti adatcsere közvetlen (dedikált) adatvonalakon keresztül történik, de

Autóipari vezérlőegységek aktív környezetállósági tesztelésének módszerei

Az adatkapcsolati réteg

Számítógép Architektúrák

Az adatkapcsolati réteg

Autóipari beágyazott rendszerek. A kommunikáció alapjai

Kapcsolódás a hálózathoz. 4. fejezet

Számítógépes Hálózatok. 5. gyakorlat

Tartalomjegyzék. Előszó... xi. 1. Bevezetés Mechanikai, elektromos és logikai jellemzők... 13

SWARCO TRAFFIC HUNGARIA KFT. Vilati, Signelit együtt. MID-8C Felhasználói leírás Verzió 1.3. SWARCO First in Traffic Solution.

Terepi buszok. Dr. Schuster György október / 43. OE-KVK-MAI

Helyi hálózatok. (LAN technológiák, közös médium hálózatok)

Hálózatok I. A tárgy célkitűzése

MISKOLCI EGYETEM VILLAMOSMÉRNÖKI INTÉZET AUTOMATIZÁLÁSI TANSZÉK

Készítette: Dr. Füvesi Viktor

Az Ethernet példája. Számítógépes Hálózatok Az Ethernet fizikai rétege. Ethernet Vezetékek

10. fejezet Az adatkapcsolati réteg

Tartalom. Port átalakítók, AD/DA átalakítók. Port átalakítók, AD/DA átalakítók H.1. Port átalakítók, AD/DA átalakítók Áttekintés H.

Hibakódkiolvasó mszer OPEL típusokhoz, MAGYAR nyelven Kizárólagos hivatalos magyarországi forgalmazó:

Megoldás. Feladat 1. Statikus teszt Specifikáció felülvizsgálat

Bevezetés a számítástechnikába

Vezetéknélküli technológia

TxBlock-USB Érzékelőfejbe építhető hőmérséklet távadó

A vezérlő alkalmas 1x16, 2x16, 2x20, 4x20 karakteres kijelzők meghajtására. Az 1. ábrán látható a modul bekötése.

Számítógépes Hálózatok 2012

Adatkapcsolati réteg (Data Link Layer) Számítógépes Hálózatok Az adatkapcsolati réteg lehetséges szolgáltatásai

12/2013. (III. 29.) NFM rendelet szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

CLEVER LIGHT RENDSZER/ Dinamikus kijáratmutatók

Számítógépes Hálózatok 2013

Lokális hálózatok. A lokális hálózat felépítése. Logikai felépítés

Számítógép-hálózat fogalma (Network)

Beágyazott információs rendszerek 4. házi feladat

Átírás:

I+K technológiák Buszrendszerek Dr. Aradi Szilárd

TIA/EIA-485-A (RS-485) Az RS-485 szabványt 1983-ban jelentette meg az EIA, és a szabvány legutolsó felülvizsgálata 1998-ban történt Az automatizálástechnikában leggyakrabban alkalmazott busz Önmagában csak a fizikai réteget definiálja Az átvitelvezérléshez valamilyen felsőbb szintű protokoll szükséges (pl.: Profibus) 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 2

RS-485 fő tulajdonságai Differenciális adatátvitel Sodort érpár (2 vagy 4 vezetékes) Maximum 32 állomás (128 repeaterrel) Maximum 1200 m / 100 kbit/s Alacsony költségek Half-duplex (4 vezetékkel lehet full-duplex is) Legjelentősebb alkalmazásai: Profibus és Modbus szabványok 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 3

RS-485 busz Enable Enable Tx Tx GND 120 Ω 120 Ω GND 620 Ω 620 Ω Rx Rx +5V 620 Ω 620 Ω +5V 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 4

RS-485 jelszintek 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 5

PROFIBUS Gyártó-független, nyílt terepi busz szabvány: IEC 61158 PROFIBUS-DP Automatikus vezérlőrendszerek nagysebességű és olcsó összeköttetését teszi lehetővé Az OSI 1. és 2. réteget definiálja PROFIBUS-PA Nagy megbízhatóságot igénylő környezetben, folyamatszabályozási célokra alkalmazható Egyszerre alkalmas kommunikációra és tápfeszültség továbbításra is Az OSI 1. és 2. réteget definiálja PROFIBUS-FMS Az OSI 1., 2. és 7. réteget definiálja, ez utóbbi a Fieldbus Message Specification (FMS) 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 6

PROFIBUS: fizikai réteg DP és FMS esetén RS-485 PA esetén IEC 1158-2 Kétvezetékes, sodort érpár 31,25 kbit/s Redundáns buszszegmensek kialakíthatók Tápfeszültség-ellátás a buszon keresztül Vegyipari követelményeknek megfelelő, nagy megbízhatóságú átviteli technológia Száloptikás átvitel is lehetséges RS-485 helyett nagy elektromágneses interferenciájú környezetben 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 7

PROFIBUS: közeghozzáférés A PROFIBUS 2. rétege a Fieldbus Data Link (FDL), amely a közeghozzáférés-vezérlést végzi Egyszerre 1 állomás adhat, melyet token ring (vezérjeles gyűrű) vagy master-slave eljárással oldanak meg Három konfiguráció lehetséges: Master-slave: a master üzentet küldhet a slave-eknek, vagy üzenetet olvashat be a slave-ektől Multi-master: token-ring Kombinált: az éppen vezérjellel rendelkező mater kommunikál a slave-ekkel, majd továbbadja a vezérjelet 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 8

MODBUS Ipari folyamatirányítás területén alkalmazzák, elsősorban PLC-k hálózatba kötésére Az OSI 2. és 7. réteget definiálja Master-slave felépítés, eszközcímzéssel, max. 247 cím használható RTU vagy ASCII mód Előre definiált funkcó kódok 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 9

A CAN hálózat Az első szabványos autóipari kommunikációs hálózat Bosch fejlesztés, 1986 SAE (Society of Automotive Engineers) congress 1991 CAN 2.0 specification 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 10

A CAN hálózat A CAN hálózatot leíró szabványok a fizikai és az adatkapcsolati réteget írják le, erős hangsúlyt fektetve ez utóbbira, melyet további alrétegekre bontanak: MAC (Media Access Control: Közeg hozzáférés vezérlés) LLC (Logical Link Control: Logikai kapcsolatvezérlés) 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 11

Fizikai réteg Kétvezetékes differenciális busz A vezeték sodort érpár, mely lehet árnyékolt vagy árnyékolatlan is A CAN kontrollert egy adóvevő (transceiver) áramkör illeszti a buszra, mely a kontroller TTL szintű jeleit alakítja át a busz differenciális jeleire A buszon lévő állomások között huzalozott ÉS kapcsolat áll fent 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 12

Fizikai réteg A busz impedancia-illesztéséről lezárásokkal kell gondoskodni Ennek szabványos értéke R L =120Ω Ez a fizikai felépítés legfeljebb 1Mbit/s adatátviteli sebességet tesz lehetővé Az adott rendszer sebességét természetesen korlátozza a busz hossza és a transceiverek késleltetése ISO11898 specifikálja 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 13

Fizikai réteg Kábelhossz (m) Adatátviteli sebesség (kbit/s) 30 1000 100 500 250 250 500 125 1000 62,5 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 14

Fizikai réteg (Logikai ÉS megvalósítás) A buszvonal recesszív szintje 1 Ez bármelyik állomás által átírható a domináns 0-ra 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 15

NRZ, Bit Stuffing Non-return to Zero kódolás, a jel teljes tartamában a megadott szinten van Nincs jelenkénti él, ami a szinkronizációt nehezíti Öt azonos jelszintenként egy ellentétes jel beszúrása (stuffing) A vevő ezt kiveszi (destuffing) Teljes üzenetre érvényes (kivéve EOF) 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 16

Üzenetformák és működés BUS Idle SOF Start of Frame Arbitration Field Control Field Data Field CRC Field ACK Field EOF End of Frame Interframe Space 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 17

SOF Start of Frame A busz alaphelyzetben magas (1) szinten van Amennyiben valamelyik résztvevő használni kívánja, a vonalat alacsony szintre húzza Erre a többiek elkezdik figyelni az adást, és szinkronizálják az órájukat a lefutó élre. (Az órajelet mindenki magának állítja elő, az üzenet olvasás közben folyamatos szinkronizálás folyik) 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 18

Arbitration Field Mivel a buszon ütközésfigyeléses, osztott közeghozzáférés vezérlés van előfordulhat, hogy egyszerre több szereplő próbál kommunikálni. Prioritása nem a résztvevőknek, hanem az üzeneteknek van. A hozzáférés eldöntésére szolgál az arbitrációs mező 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 19

Arbitration Field 11+1 bit (CAN 2.0A), vagy 11+2+18+1 bit (CAN 2.0B) értéke dönti el a jogosultságot, minél kisebb ez a számérték, annál nagyobb a buszhasználati prioritás RTR - Remote Transmission Request IDE - Identifier Extension r0,r1 - Reserved (0,1) SRR Substitute Remote request 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 20

Az arbitráció folyamata Három egyidejűleg adni kívánó kontroller esetén A legkisebb azonosító nyer (korábban megjelenő domináns jelszint) 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 21

Control Field 6 bit [IDE, r0, 4*DLC], vagy [r0,r1,4*dlc] Az első bit alapján eldönthető, hogy extended, vagy standard mező. A DLC (Data Length Counter) megmondja, hogy milyen hosszú adatmező követi. Szerepe van a hibafelismerésben. 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 22

Data Field, CRC, EOF, Interframe Adatok 0-8 byte CRC 15 (15 bit+1 bit lezáró) 6 Hamming távolság 5 bit hibát észlel Nem hibajavító EOF 7 recesszív bit (bitstuffing nélkül) Interframe Space (legalább 3 bit) 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 23

Keret Típusok Data Frame Remote Frame Error Frame Overload frame 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 24

Data Frame/Remote frame 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 25

Data Frame/Remote Frame Az üzenetek adat keretekben közlekednek, de előfordulhat, hogy az egyik fél adatokat kér egy másiktól, ekkor ún. Remote Frame-et küld, aminek azonosítója megegyezik a Data Frame-el. Az ütközést ilyenkor az RTR bit küszöböli ki: 0 domináns data frame-ben 1 recesszív remote frame-ben Ütközés esetén tehát a remote frame küldő csomópont érzékeli, hogy azonos dataframe jön. 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 26

Error frame Hiba észlelése esetén az érzékelő csomópont 6 domináns bitet küld a hálózatra (bit stuffing nélkül) Ezt a vevők érzékelik, így tovább 0-6 bitnyi (domináns) error flag keletkezik a hálózaton Ezt 8 bitnyi recesszív hiba lezáró bit követi 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 27

Hibafajták BERR: Bit error a kiküldött bit nem egyezik a visszaolvasottal Kivétel: Arbitráció, error frame SERR: Stuff Error Több mint 5 azonos bit észlelése CERR: CRC Error (RX) FERR: Form error (CRC del., ACK del., EOF, Error del., overload del.) AERR: Acknowledgment error 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 28

Overload frame Megegyezik az error frame-el, de csak az Interframe space-ben küldhető Késlelteti a következő üzenetet 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 29

Vége Köszönöm a figyelmet! 2016. 11. 30. Dr. Aradi Szilárd: I+K technológiák, Beágyazott rendszerek, 4. előadás 30