C phát hiện xung đột, hủy bỏ bức đIện hờ một thời gian ngẫu nhiên và lặp lạ
1 LED: Light-emitting Diode, APD: Avalanche Photodiode
3.2.1 Cấu trỳc giao diện mạng
Một giao diện mạng bao gồm cỏc thành phần xử lý giao thức truyền thụng (phần cứng và phần mềm) và cỏc thành phần thớch ứng cho thiết bị được nối mạng. Hỡnh 3.9 mụ tả phạm vi thực hiện chức năng cú thể thực hiện được do cỏc thành phần giao diện
mạng đối chiếu với mụ hỡnh OSI.
Lưu ý rằng, nhiều khi ta khụng thể định nghĩa ranh giới rừ ràng giữa phần cứng và phần mềm. Phạm vi chức năng của cỏc thành phần này cú thể giao nhau. Phần cứng thực hiện chức năng của lớp vật lý và cú thể một phần hoặc toàn bộ chức năng của cỏc lớp liờn kết dữ liệu và lớp mạng. Phạm vi chức năng của phần mềm là xử lý giao thức, cú thể từ lớp liờn kết dữ liệu cho tới lớp ứng dụng. Tuy nhiờn, vỡ cỏc lý do về tớnh năng thời gian trong vấn đề tạo xung nhịp, đồng bộ nhịp, trớch mẫu tớn hiệu và mó húa bớt, lớp vật lý bắt buộc phải do cỏc vi mạch cứng đảm nhiệm. Phần mềm cú thể thực hiện dưới dạng phần dẻo (firmware) đổ cứng trong vi xử lý, phần mềm giao thức tớch hợp trong hệ
điều hành (hiểu với nghĩa rộng) hoặc dưới dạng cỏc hàm thư viện được gọi trong
chương trỡnh ứng dụng.
Lớp ứng dụng
Lớp biểu diễn dữ liệu
Lớp kiểm soát nối
Lớp vận chuyển Lớp mạng Lớp liên kết dữ liệu Lớp vật lý P h ần cứng P h ầ n mề m H ệ đi ều hành Ch − ơng t rì nh ứn g dụng
Mơ hình OSI Thành phần thực hiện
Hỡnh 3.9: Phạm vi chức năng của cỏc thành phần giao diện mạng
Hỡnh 3.10 mụ tả một cấu trỳc tiờu biểu phần cứng ghộp nối bus trường cho cỏc thiết bị, sử dụng chủ yếu cỏc vi mạch tớch hợp cao. Phần cứng này cú thể thực hiện dưới dạng một bảng mạch riờng để cú thể ghộp bổ sung, hoặc tớch hợp sẵn trong bảng mạch của thiết bị.
Chức năng xử lý giao thức truyền thụng cú thể được thực hiện bằng một bộ vi xử lý thụng dụng kết hợp với vi mạch thu phỏt khụng đồng bộ đa năng UART (Universal
liệu song song từ vi xử lý sang một dóy bit nối tiếp. Phần mềm xử lý giao thức được lưu trữ trong bộ nhớ EPROM/EEPROM hoặc Flash-ROM. Phương phỏp này cú nhược
điểm là tớnh năng thời gian xử lý truyền thụng rất khú xỏc định và kiểm nghiệm một
cỏch chớnh xỏc. Bờn cạnh đú chi phớ cho thiết kế, phỏt triển, thử nghiệm và chứng nhận hợp chuẩn phần mềm xử lý giao thức cho một loại vi xử lý cụ thể cú thể rất lớn.
Để khắc phục cỏc vấn đề trờn đõy, nhiều cụng ty cho sản xuất hàng loạt cỏc vi mạch
chuyờn dụng cho một loại bus, được gọi là ASIC (Application Specific Integrated
Circuit), đa dạng về chất lượng, hiệu năng và giỏ thành. Một số ASIC thậm chớ cũn được tớch hợp sẵn một số phần mềm ứng dụng như cỏc thuật toỏn điều khiển, chức năng
tiền xử lý tớn hiệu và chức năng tự chẩn đoỏn. Nhờ đú, việc phõn tỏn cỏc chức năng tự
động húa xuống cỏc thiết bị trường được nối mạng khụng những giảm tải cho mỏy tớnh điều khiển cấp trờn, mà cũn cải thiện tớnh năng thời gian thực của hệ thống.
Tuy nhiờn, thụng thường cỏc bảng mạch vi điện tử “cứng” khụng đảm nhiệm toàn bộ chức năng xử lý giao thức truyền thụng, mà chỉ thực hiện dịch vụ thuộc cỏc lớp dưới trong mụ hỡnh OSI, cũn cỏc phần trờn thuộc trỏch nhiệm của phần mềm thư viện hoặc phần mềm ứng dụng. Trong một số hệ thống bus hoặc trong một số sản phẩm, nhà sản
xuất tạo điều kiện cho người sử dụng tự lựa chọn một trong nhiều khả năng.
Hầu hết cỏc mạch giao diện bus đều thực hiện cỏch ly với đường truyền để trỏnh gõy
ảnh hưởng lẫn nhau. Ngoài ra, cần một bộ cung cấp nguồn nuụi trong trường hợp đường
truyền tớn hiệu khụng đồng tải nguồn. Đa số cỏc thành phần ghộp nối cũng cho phộp
thay đổi chế độ làm việc hoặc tham số qua cỏc cụng tắc, jumper và hiển thị trạng thỏi qua cỏc đốn LED.
Giắc cắm
Vi xử lý (Xử lý giao thức)
Giao diện với vi mạch thiết bị hoặc IO-Driver EPROM/ EEPROM/ Flash RAM Nguồn Timer, Watchdog Giao diện sử dụng (Công tắc, jumper, LED) • • • • • Cách ly UART Bộ thu phát (Ví dụ RS-485) • Ví dụ +24VDC Đất Bus Vi mạch thiết bị Vi mạch chun dụng (ASIC)
Hỡnh 3.10: Cấu trỳc tiờu biểu một bảng mạch giao diện bus