Bài giảng Mạng máy tính và hệ thống thông tin công nghệ - Đào Đức Thịnh - Chương 2: AS-Interface

AS-Interface
AS-i
z AS-i : Actuator Sensor Interface
z Trong CN 80% các cảm biến và cơ cấu chấp
hành làm việc với các biến logic.
z Nối mạng giữa chúng phải đảm bảo yêu cầu
về giá thành, lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng.
AS-i
z Khả năng đồng tải nguồn.
z Khả năng chống nhiễu cao nhưng không đòi
hỏi chất lượng đường truyền dẫn tốt.
z Cấu trúc mạng đường thẳng hay cây.
z Các thành phần giao diện thực hiện với giá
cả thấp.
z Bộ nối phải nhỏ , gọn, đơn giản, giá thành
hợp lý.
AS-i
AS-i Kiến trúc giao thức
z Giao tiếp giữa các bộ điều khiển và các thiết
bị cảm biến, cơ cấu chấp hành.
z Trao đổi dữ liệu thuần tuý, số lượng nhỏ.
z Nâng cao hiệu suất, đơn giản thực hiện -> sử
dụng lớp vật lý trong mô hình hệ mở.
AS-i
z Sử dụng PP mã hoá bit mới để tương thích
với truyền trên hai dây, đồng tải nguồn.
z ĐK truy nhập mạng và bảo toàn dữ liệu cũng
thực hiện ở lớp vật lý.
z Master/Slave.
z Chẵn lẻ + mã hoá bit
AS-i Cấu trúc mạng
z Tuý chọn theo yêu cầu, vị trí, phạm vi đi dây.
z Daisy-chain, Trunk-line/drop-line.
z Cấu trúc hình cây.
z Có thể phân bố đều hay tham gia theo nhóm.
z Không yêu cầu điện trở đầu cuối (terminator).
AS-i
z Trạm chủ duy nhất có thể là: PLC, PC, hay 
bộ ĐK CNC, bộ nối field bus
z Trạm tớ là bộ nối tích cực ghép với 4 AS 
thông thường hay các AS có AS-i.
z Nối trực tiếp hay qua các bộ chia.
AS-i
AS-i
z Chiều dài tổng là 100m. Mở rộng bằng các
bộ repeater.
z Trạm tớ tối đa 31 trạm ->124 thiết bị.
z Thực hiện truyền hai chiều cho phép trạm
chủ quản lý tối đa 124 kênh vào số và 124 
kênh ra số.
z Tốc độ truyền qui định 167kbps (6us/1 bit).
AS-i
AS-i
z Cáp truyền qui định là cáp thông thường (cáp
tròn), cáp đặc biệt (cáp dẹt).
z Lõi 1.5mm đáp ứng dòng tối thiểu 2A (24V)
AS-i Cơ chế giao tiếp
z Theo cơ chế Master/Slave.
z Trong một chu kỳ bus Master trao đổi với
slave một lần theo phương pháp hỏi tuần tự
(polling).
z Trạm chủ gửi bức điện có chiều dài 14 bit, 
5bit địa chỉ và 5 bit dữ liệu.
z Nhận tín hiệu trả lờ trong t/g định trước.
z Bản tin trả lời có chiều dài 7 bit, 4 bit dữ liệu.
AS-i
z Chu kỳ bus phụ thuộc vào số trạm.
z Chu kỳ bus tối đa là 5ms với 31 trạm.
z M/S cho mạch ghép nối trạm tớ đơn giản, giá
thành thực hiện thấp.
z Hệ thống linh hoạt.
z Có thể gửi riêng tín hiệu không trả lời không
cần lặp lại cả chu kỳ.
AS-i
z Có thể gửi các thông báo khác mà không ảnh
hưởng đến chu kỳ bus.
z 9 loại thông báo: hai phục vụ truyền số liệu
và tham số, hai dùng để đặt địa chỉ, năm sử
dụng để nhận dạng và xác định trạng thái
trạm Slave.
AS-i Cấu trúc bức điện
AS-i
AS-i
z Giữa yêu cầu và trả lời cần thời gian nghỉ từ
3-8 bit.
AS-i Mã hoá bit
z Cáp hai dây thường suy hao mạnh khi tần số
tăng, nhiễu CN nhiều -> hạn chế dải tần của
tín hiệu.
z Đơn giản, hiệu suất cao, khả năng đồng bộ
nhịp, phối họp phát hiện lỗi.
z APM ( Alternate Pulse Modulation)
AS-i
AS-i
z Xung áp gần hình sin -> dải tần hẹp tần số
tín hiệu tương đương với tần số xung nhịp.
z Thay đổi tuần tự xung dương, âm triệt tiêu
dòng một chiều.
AS-i Bảo toàn dữ liệu
z Bản tin ngắn, hiệu suất cáo.
z Kiểm tra chẵn lẻ và mã hoá bit họp lý.
z Trong một chu kỳ bit (6uS) bên thu lấy mẫu
tín hiệu 16 lần, mỗi chu kỳ phải có một hay 
hai xung, các xung kế tiếp phải đảo chiều -> 
chỉ có tín hiệu dạng này mới được nhận.
z Bức điện có chiều dài cố định, ngăn bởi các
t/g nghỉ-> sai lệch cũng được phát hiện.
z Kiểm tra chẵn lẻ.
AS-i
z Chẵn lẻ có HD=2, nhưng tỉ lệ lỗi bit còn lại
thấp.
z Khi p=0,0012 (200lần lỗi/s) thì Ttmbf=10 năm