05_02_单片机和嵌入式系统编程_01_V1.ppt

* * * * * * * * * 多种多样、千变万化的通讯接口。 PC机常用内部总线和接口：ISA、PCI、PCI-E、Compact-PCI、PC104、PXI、PC104 Plus、DDR 3、STAT、STAT 2、SCSI、…… PC机常用对外总线和接口：RS232、PS2、VGA、HDMI、USB 2.0、USB3.0、SCSI、PCMCIA、…… 常用无线接口：Blue Tooth、WIFI、CDMA、WCDMA、LTE、…… 芯片之间常用接口： 高速串口：SPI、HDMI、PCI-E 并口： 低速串口：I2C 工业常用接口： 早期串行接口：RS232、RS422、RS485、…… 工业网络总线：工业以太等 现场总线：目前比较热门的接口 其他： * * 2.6 常见通讯接口举例 3.1 数据传输中的报文 报文(message)是通讯中交换与传输的数据单元，即站点一次性要发送的数据块。 报文包含了将要发送的完整的数据信息，其长短很不一致，长度不限且可变。 显然报文也是网络传输的单位，传输过程中会不断的封装成分组、包、帧来传输。封装的方式就是添加一些信息段，那些就是报文头以一定格式组织起来的数据。比如里面有报文类型，报文版本，报文长度，报文实体等等信息。 注意： 报文帧； 报文是一个完整的内容，当然可以将一个很长的、很大的报文拆分成几个小的报文 报文不是由硬件完成的，而是由通讯双发约定的（协议） 由于为通讯使用，所以报文还必须考虑到便于传输、校验、信息说明等内容 * * 3 报文、包和帧的概念 一般在ISO的网络层，往往将报文拆分后，根据各自的通讯协议进行封装，并下发到下一层。 打包的工作可以分为两类，一类是需要用户实现的，一类则可以依靠硬件驱动和硬件实现的。 譬如，某网页的内容非常多，不可能仅靠一个报文就够的。因此可以对报文进行拆分。拆分后，依据网络层进行打包传递。但是将较大的报文进行拆分，将面对多的问题（略）。有些工作目前已经被整合到驱动中，有些则需要用户自己实现。 在有些接口协议中，帧数据就是包数据。但是请不要将包和帧等同起来。 对于包的理解，在TCP/IP中应用的非常多。推荐书籍：《TCP/IP详解》(3卷)，W.Richard Stevens 著，机械工业出版社 * * 3.2 数据传输中的数据包(packet) 通讯传输中，帧是由不同的“位”组成的最小数据段。数据包往往也会被拆分，按照帧的单位进行传输。 帧由几部分组成，不同的部分执行不同的功能。 例如CAN Bus协议，将帧同报文一样，分成帧头、数据、帧尾三个部分。 帧头和帧尾往往由协议自动指定。 帧的大小由通讯设备来确定，对于有些通讯接口而言，帧的大小是固定的，例如RS232、CAN Bus等；但是有些通讯接口的帧大小是在一定范围内浮动的，例如以太网。 不仅在通讯接口中，帧的概念在其他很多地方都有使用。例如，目前的有些高清摄像机，实际保存的是图片，只不过拍摄这些图片的时间间隔非常短，连续起来就像视频（事实上视频也是按照帧进行划分的）。这些图片往往被称为帧。 帧的结构是由相对应的通讯接口进行确定的。 在很多通讯协议中（例如RS232、CAN Bus、SPI等），报文被拆分成包或帧。因此对于接收方来说，获取接收信息，必须按照规则将帧进行整合，从而得到报文。 * * 3.3 帧(Frame) 虽然协议，或者接口，均带有编码和解码的概念，但是并不是我们说采用何种通讯接口，就可以实现通讯。在当前的很多工业通讯中，接口并未定义应用层和表示层的协议。换句话说，这些接口只能够告诉你报文的0、1组成方式，而不能告诉你报文所代表的具体含义。 编码往往具有两种范畴： 将对象数据采用约定的协议（往往自定义），切分成由0、1组成的数据段； 在通信理论中，编码是对原始信息符号按一定的数学规则所进行的变换。编码的目的是要使信息能够在保证一定质量的条件下尽可能迅速地传输至信宿。 事实上，在应用中这两种范畴都使用到了。 解码则是编码的逆过程。 * * 4 编码(Code)和解码(Decode) 某设备中，采用以太网传输采样数据、控制命令、状态信息等内容。 * * 5 报文编码和解码示例1 考虑： 如何来保证接收方能够接收到来自发送方的数据和指令？ 必须保证不能丢数据； 必须保证能够正确的理解数据背后的含义； 显然需要分析对象特征从而确定以下内容 分析应用环境，以保证可靠性 分析数据流量和传输特征，来确定传输速率、带宽 分析交互方法，从而确定通讯协议 分析数据类型，划分报文 分析传递的信息内容，确定报文编码、解码方式 其他； 以上内容并非各自独立，确定使用何种通讯协议必须综合考虑所有因素，有时因素之间存在矛盾的问题，因此需要根据对象特性进行平衡。 如果经过综合分析