网络通信端口：现场总线及应用技术

2023-11-22 理论教育版权反馈

【摘要】：数据通信是通过单端输入输出引脚CP0和CP1。报文结束时，神经元芯片通信端口强制差分曼彻斯特编码为一个线路空码，并保持到接收端确认发送的报文结束。神经元芯片支持一个低有效的收发器碰撞检测信号。图5-11 差分模式的通信口配置框图差分模式也是采用差分曼彻斯特编码，数据格式完全和单端模式相同。

神经元芯片支持多种通信介质，应用较广泛的有双绞线、电力线，另外还有无线（RF）、红外、光纤和同轴电缆等。几种典型的收发器类型见表5-4。

表5-4 典型收发器类型

神经元芯片通信端口为适合不同的通信介质，可以将五个通信引脚配置为三种不同的接口模式，以适合不同的编码方案和不同的波特率。通信引脚配置见表5-5。

表5-5 通信引脚配置

注：RX—接收；TX—发送；Cdet—碰撞侦测。

图5-10 单端模式的通信口配置框图

1.单端模式

单端模式是在LON总线中使用最广泛的一种模式，无线、红外、光纤和同轴电缆都使用该模式。单端模式的通信口配置如图5-10所示。数据通信是通过单端输入输出引脚CP0和CP1。该模式还包含低有效的睡眠输出（CP3），它可以使当神经元芯片进入睡眠状态时收发器进入掉电状态。

在单端模式下，数据编码和解码使用的是差分曼彻斯特编码（Differential Manchester En-coding）。在开始发送报文之前，神经元芯片发送端初始化输出数据（CP1）引脚为低，然后发出发送允许信号（CP2），这样确保数据发送的开始是从低到高。(www.chuimin.cn)

在正式发送报文之前，发送端发送一个同步头（Preamble）以确保接收节点接收时钟同步。该同步头包括一个位同步域和字节同步域。位同步域是一串差分曼彻斯特编码的“1”，位同步的长度是可变的，以适应不同的通信介质。字节同步域是1bit差分曼彻斯特编码的“0”，表示同步头结束，开始正式报文的第一个字节。

报文结束时，神经元芯片通信端口强制差分曼彻斯特编码为一个线路空码（Line-Code Violation），并保持到接收端确认发送的报文结束。线路空码根据发送数据的最后1bit高低状态，来保持线路在线路空码时为高电平或低电平。线路空码在CRC校验码的最后一位开始，延时两位结束。

神经元芯片支持一个低有效的收发器碰撞检测信号。如果碰撞检测允许，在发送的过程中，神经元芯片检测到CP4为低，且低电平持续时间至少有一个系统时钟（200ns，在10MHz主频时），表示碰撞产生或正在发送，并通知神经元芯片报文重发。

2.差分模式

在差分模式下，神经元芯片支持内部的差分驱动，差分模式的通信口配置如图5-11所示。采用差分模式类似于单端方式。区别是后者包括一个内部差分驱动，同时不再包括睡眠输出。

图5-11 差分模式的通信口配置框图

差分模式也是采用差分曼彻斯特编码，数据格式完全和单端模式相同。

3.专用模式

在一些专用场合，需要神经元芯片直接提供没有编码和不加同步头的原始报文。在这种情况下，需要一个智能的收发器处理从网络上或从神经元芯片上来的数据。发送的过程是：从神经元芯片接收到这种原始报文，重新编码，并插入同步头；接收的过程是：从网络上收到数据，去掉同步头，重新解码，然后送到神经元芯片。

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