ARCnet逻辑环建立和数据接收与发送的技术

2023-08-29 理论教育版权反馈

【摘要】：ARCnet采用优化令牌总线协议作为媒质访问控制方法。实际控制领域中ARCnet网络的多数故障是节点故障。用户数据写入协议控制器内置的2KB RAM中，在数据发送时，协议控制器会自动将其组织到ARCnet的数据帧中。图7-40 数据的传送过程ARCnet支持广播消息。

ARCnet采用优化令牌总线协议作为媒质访问控制方法。

1.逻辑环的建立

在ARCnet网络中，每个节点均有一个惟一的MAC地址，其取值范围为0～255，其中0是网络广播地址。每一个节点中均存储了NID。

每个节点在系统初始化或重构时确定它在逻辑环中的下一个节点，并将下一个节点的ID值保存在各自专用的寄存器NID中，并按MAC地址从小到大的顺序构成了一个逻辑环路。图7-39所示是一个典型的5个节点的逻辑环。

图7-39 逻辑环的建立

令牌作为一组独特的信号序列，沿着逻辑环顺序循环传递，节点在网络上的物理位置以及网络的逻辑拓扑结构无关。

2.网络节点的动态入网和退出

ARCnet网络中的任何一个节点在工作过程中，如果在840ms（2.5Mbit／s传输速率下）没有收到令牌，就发出一个重构脉冲，经过重构形成新的逻辑环，在有新节点加入网络时系统发生重构。重构时间的多少取决于网上节点的多少和数据传输速率的大小，通常为20～30ms。

当一个节点由于故障或断电而退出网络时不需要进行整个逻辑环的重构，因为当逻辑环的该节点的上一个节点向它发送令牌时，不能收到它的响应，因此故障节点的上一个节点将它的NID值加1，重发令牌，直到收到响应，将令牌送至故障节点的下一个节点，故障节点退出网络。

实际控制领域中ARCnet网络的多数故障是节点故障。节点出现故障后，仅该节点退出网络，其他的节点工作不受影响。由于节点推出网络无需网络重构，所以网络故障恢复时间很短。

3.数据的接收和发送

ARCnet网络数据传输速率为156.25kbit／s～10Mbit／s，ARCnet数据帧中的有效数据长度为0～507B，有两种类型数据帧：短帧和长帧。短帧中的用户数据的最大长度为253B，长帧中的用户数据最大长度为507B，由于都属于小数据量的数据帧，很适合传递测控指令。用户数据写入协议控制器内置的2KB RAM中，在数据发送时，协议控制器会自动将其组织到ARCnet的数据帧中。传输数据在协议控制器内置的2KB RAM中的存放按照一定格式进行，SID为源节点地址；DID为目的结点地址；DID为0表示广播地址。

在数据传送的过程中，一旦源节点CPU将待发的用户数据写入协议控制器的内部RAM，在该节点持有令牌时，相当于接收到令牌传送帧ITT，首先向目的节点发送一个空闲缓存查询（Free Buffer Enquiry，FBE）帧，查询目的节点是否有足够的接收缓存，目的节点的缓存有接收数据帧的能力和空间，则回答一个确认（Acknowle dgement，ACK）帧，否则回答一个否认（Negative Acknowledgement，NAK）帧。源节点只有收到来自目的节点的ACK帧后才向其发送一个含有用户数据的数据（Packet，PAC）帧。如果目的节点收到了数据，且通过了CRC，则回送一个ACK帧，告诉源节点数据接收成功，否则目的节点不回发任何信息，导致源节点超时，源节点认为数据发送失败，等下一次收到令牌时重发该数据帧，至此节点传输过程结束，令牌被传递给下一个节点。图7-40所示是节点156向节点255发送数据包的具体过程。

图7-40 数据的传送过程

ARCnet支持广播消息。广播消息发出后无需回送确认帧，通过消息广播一次可以将消息传送给网络上的所有节点。

ARCnet逻辑环建立和数据接收与发送的技术

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