Классификация методов последовательной передачи данных

Мультиплексная передача с частотным разделением: передача данных осуществляется в виде сигналов с различной частотой, что позволяет отличать их друг от друга.

Мультиплексная передача с временным разделением: передача данных осуществляется в определенный интервал времени, называемый временным кадром. Как будет показано далее, в этом случае каждому блоку управления выделяется определенный интервал времени, в течение которого он может отправлять данные. Временные кадры могут быть фиксированными и назначенными для определенных ЭБУ, которые всегда отправляют данные в одной последовательности. В этом случае сообщения отправляются постоянно, поэтому стартовые и стоповые сигналы не требуются. Вместо этого для обеспечения синхронизации всех ЭБУ требуется использовать тактовый сигнал. Поэтому такой метод называется синхронной или циклической передачей данных.

Другой метод — так называемая асинхронная передача данных. Такой метод подразумевает передачу данных только тогда, когда это необходимо. Поэтому иногда его называют передачей данных при наступлении событий. В этом случае не используются фиксированные временные кадры или тактовые сигналы. Поскольку потенциально несколько ЭБУ могут попытаться одновременно отправить сообщение, необходимо управлять доступом этих устройств к шине. Один из методов, используемых для этой цели, — концепция одного ведущего узла, в которой доступом к шине управляет один ЭБУ. Другой метод — концепция нескольких ведущих узлов, в которой каждый блок управления имеет право получать доступ к шине в любое время. В этом методе, называемом CSMA, ЭБУ проверяет наличие сообщения на сигнальной шине.

Методы управления доступом к сети

CSMA (Carrier Sense Multiple Access, множественный доступ с контролем несущей). Блоки управления следят за состоянием шины. Если шина свободна, блок управления начнет отправку сообщения. Если другой блок управления уже начал отправку сообщения, возможны различные варианты разрешения конфликта. Обнаружение конфликтов и задержка повторной передачи

Например, если два блока управления попытаются одновременно отправить сообщение, возникнет конфликт. Он будет обнаружен обоими ЭБУ, и оба ЭБУ остановят отправку и возобновят попытку через некоторое время задержки, выбираемое случайным образом. Недостаток этого метода заключается в том, что за период времени между моментом обнаружения конфликта и повторной передачей может накопиться множество других сообщений, что может привести к сбою системы. Кроме того, этот метод нельзя использовать для систем обеспечения безопасности, поскольку неизвестно точное время отправки каждого сообщения.

Обнаружение и разрешение конфликтов

В этом случае протокол обеспечивает отправку сообщений с самым высоким приоритетом и задержку остальных сообщений. Такой процесс называется произвольным доступом. Сведения о приоритете входят в состав заголовка сообщения. Более подробно этот вопрос будет рассмотрен в разделе, посвященном шине CAN.

Конфигурации сети

Существуют две основных конфигурации локальных сетей: линейная и иерархическая. В иерархической сети в каждой точке соединения различных шин необходимо использовать так называемый шлюз. Шлюз преобразует сообщения одного протокола в другой. В иерархической системе может быть один или несколько подуровней. Основными причинами использования такой конфигурации являются сокращение расходов за счет использования более медленных и простых шин и сокращение загрузки основной шины. Как правило, подсистемы обеспечивают меньшую скорость передачи данных.