Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/HardWare/Intel/A19890216Elc001.shtml

Детерминистский алгоритм делает возможным применение сети на заводах

Дейвв Бёрски
Редакция Electronics

Благодаря высокой скорости передачи, равной 10 Мбит/с, локальная сеть Ethernet завоевывает и разрабатывающие лаборатории, и учреждения, в которых осуществляется комплексная автоматизация. Однако на счету этой сети лишь ограниченное число внедрений в те области, где критическим фактором является время передачи данных абоненту, что, например, характерно для станочных агрегатов на производственных участках промышленных предприятий.

Во-первых, следует учесть, что используемый в сети Ethernet непредсказуемый по своим результатам алгоритм CSMA/CD (carrier sense, multiple access with collision detection — протокол коллективного доступа к сети связи с контролем несущей занятого канала и обнаружением столкновений) не может гарантировать передачу данных или команд в место назначения за время, меньшее допустимого максимума. Так, например, в производственных операциях, которые опираются на детерминистскую сетевую связь, из-за случайного характера алгоритма CSMA/CD нельзя после обнаружения столкновения применить повторную попытку передачи.

Теперь положение изменяется благодаря введению пары контроллерных ИС Ethernet/Cheapernet, способных устанавливать предел на время, которое может уйти на передачу пакета до места назначения; типичное значение этого времени составляет 5—50 мс. Ключом к решению здесь является .использование дополнительного детерминистского алгоритма, названного CSMA/DCR (протокол коллективного доступа с контролем несущей и детерминистским выявлением столкновений). Контроллерные ИС были разработаны микрокомпьютерным отделением фирмы Intel Corp. (Форсом, шт.Калифорния). ИС 82592 предназначена для управления работой 16-разрядной, а ИС 82590 — 8-разрядной шиной, и они не только обеспечивают дополнительное введение нового алгоритма, но и удваивают максимальную скорость передачи данных до 20 Мбит/с. При сравнении с другими контроллерами для сети Ethernet можно заметить, что новые схемы фирмы Intel упрощают проектирование системы, что достигается в результате объединения в составе контроллеров большого числа необходимых вспомогательных схем обеспечения.

Новый алгоритм сочетает возможность коллективного доступа к сети связи посредством протокола CSMA с работой в режиме временного уплотнения, в котором используются отдельные временные интервалы. Такой подход позволяет рассчитать наихудшее время доступа к рассматриваемому узлу. Все сетевые узлы имеют одинаковые приоритеты, и в рамках одной подсети можно соединить между собой до 63 сетевых узлов. Контроллерные ИС начинают свою работу в стандартном режиме CSMA/CD, однако, как только детектируется столкновение, все сетевые узлы переводятся в режим DCR (детерминистского выявления столкновения). Период времени, выделенный режиму DCR, подразделяется на программируемое число «временных интервалов» (по одному на каждый узел подсети), и в виртуальной эстафетной схеме производится перемещение пакета данных в узел, являющийся местом назначения. После того как заканчивается период DCR, контроллерные ИС вновь возвращаются в режим CSMA/CD, в котором они функционируют до того момента, когда произойдет следующее столкновение. Если столкновение возникнет тогда, когда контроллеры находятся в режиме DCR, то будет осуществлен возврат к началу периода DCR, т.е. к временному интервалу 0.

Чтобы вычислить время доступа, соответствующее наихудшему случаю, необходимо принять в расчет различные временные факторы. Полное время передачи является функцией скорости передачи отдельных разрядов, числа сетевых узлов, максимального размера кадра данных, периода затора в передаче, времени от момента столкновения до его обнаружения, а также задержки на прохождение сигнала по всему пути в сети. Некоторые фактические расчеты при скорости передачи данных 10 Мбит/с дают наихудшее время доступа 6,88 мс для системы, насчитывающей 30 узлов, при 256-байт сообщениях и 77 мс для системы, насчитывающей 63 узла, при 1500-байт сообщениях. Для сравнения укажем, что наихудшее время доступа в сети из 30 узлов с передачей информации по методу пары разнесенных несущих частот при использовании протокола автоматизации производства (MAP) и передаче 256-байт сообщений составляет 16 мс [ED, No.18, р.33].

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 61, No.21 (800), 1988г - пер. с англ. М.: Мир, 1988, стр.3

Electronic Design No.18 August 11, 1988 VNU Business Publication Inc.

Раздел: ОБОЗРЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ

Тема:     Вычислительные сети





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:44 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/HardWare/Intel/A19890216Elc001.shtml