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CAN总线能够使用光纤和(1)等多种传输媒体。总线信号以差分电压传送,两条信号线分别为CAN_H和CAN_L。静态时这两条信号线均为2.5 V,此状态表示(2),也可以称之为“隐性”。CAN_H比CAN_L高,表示逻辑“0”(或称为“显性”),此时,通常电
CAN总线能够使用光纤和(1)等多种传输媒体。总线信号以差分电压传送,两条信号线分别为CAN_H和CAN_L。静态时这两条信号线均为2.5 V,此状态表示(2),也可以称之为“隐性”。CAN_H比CAN_L高,表示逻辑“0”(或称为“显性”),此时,通常电
admin
2009-02-15
69
问题
CAN总线能够使用光纤和(1)等多种传输媒体。总线信号以差分电压传送,两条信号线分别为CAN_H和CAN_L。静态时这两条信号线均为2.5 V,此状态表示(2),也可以称之为“隐性”。CAN_H比CAN_L高,表示逻辑“0”(或称为“显性”),此时,通常电压值为CAN_H=3.5 V,CAN_L=1.5 V。当“显性”位和“隐性”位同时发送时,最后总线数据将为(3)。
CAN现场总线具有如下基本特征:
①CAN总线是一种多主方式的串行通信总线,当CAN信号传输距离在40 m以内时,其最高通信速率为1 Mb/s,当信号传输距离在10 km以内时,CAN总线仍可提供 50kb/s的数据传输速率。网络上节点的数目主要取决于总线驱动电路,目前可达110个节点。
②通信的灵活性。CAN总线允许采用多主方式工作,网上任一节点均可在任何时刻主动向网上其他节点发送信息(不分主从),无需站地址等节点信息。事实上,通信取决于报文标识符进行(在CAN2.0A标准中规定了2032种报文标识符),采用报文滤波即可实现点到点、一点到多点或者全广播等多种方式通信,无需专门调度。
③通信的实时性。CAN网络上节点的信息可分为不同的优先级,从而能满足不同的实时性要求。
④通信的可靠性。CAN采用了非破坏性的总线仲裁技术,当多个节点同时向总线发送信息时,优先级较低的节点会主动退出发送,具有相对最高优先级的节点可以不受影响地继续传输数据,从而大大节省了总线仲裁时间,特别是在网络负荷很重的情况下也不会引起网络瘫痪。另一方面,CAN协议规定了采用短帧结构(比如一个数据帧内有效数据为8个字节),帧传输时间短,抗电磁干扰能力强。每帧内有CRC校验及其他校验措施(适用于位数小于127位的帧)。当节点发现严重错误时,能自动关闭输出,使其他节点操作不受影响。
基于以上基本特征,请估算具有最高优先权的数据帧最快可在多长时间内获得传输权限。请在150字以内简要说明理由并列出计算过程。
选项
答案
由于仅有12个网络节点且最大节点间的距离小于35 m,故数据传输速率取1 Mb/s。数据桢长度取127位,再加上传输的标识或起止位,则最小数据帧长为134位。具有最高优先权的数据帧最快可在134μs时间内获得传输权限 这是一道要求读者根据CAN总线的传输特性、帧的结构来估算数据帧等待传输时间的分析计算题。本题的解答思路如下: ①由题干关键信息“图6-10所示的网络结构中有12个网络节点”和“系统主控机与网络节点采用双绞线连接,实验时最大节点间的距离小于35 m”,而试题中已给出“当 CAN信号传输距离在40m以内时,其最高通信速率为1 Mb/s”,而且“网络上节点的数目主要取决于总线驱动电路,目前可达110个节点”等信息间接可推理出,在数据帧等待传输时间估算过程中数据传输速率可取1 Mb/s。 ②试题中关键信息“每帧内有CRC校验及其他校验措施(适用于位数小于127位的桢)”可推理出,在数据帧等待传输时间估算过程中数据帧长度可取127位。再加上传输的标识或起止位,则最小数据帧长为134位。 ③CAN最高通信速率为1 Mb/s,传送1 bit用时1μs,那么传送一帧134位的数据需用时134/μs。 ④因为CAN总线网络上节点信息允许分成不同的优先级,从而可以满足不同的实时需求。“具有最高优先权的数据”是指该数据帧在最坏情况下获得的传输权限。由于CAN总线刚开始传输一个帧,就要把这个帧传完,才能使下一个最高优先级的数据帧获得传输的机会。 ⑤由以上分析可知,具有最高优先权的数据帧最快可在134/μs时间内获得传输权限 (CAN2.0A的规范)。
解析
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嵌入式系统设计师下午应用技术考试题库软考中级分类
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