09现场总线及应用B案参考答案及评分标准.docVIP

2．睡眠/唤醒机制 答：神经元芯片可以通过软件设置进入低电压的睡眠状态。在这种模式中，系统时钟、使用的程序和计数器关闭，但是使用的状态信息被保留。当输入有如下的转换是，其中包括：I/O管脚的输入、IO4~IO7、Service管脚信号、通信端口、差分模式CP0或CP1、单端模式CP0、专用模式CP3，正常模式CP3，正常的系统操作被恢复。 3．差错控制 答：分散控制系统的通信网络是在条件比较恶劣的工业环境下工作的，因此，在信息传输过程中，各种各样的干扰可能造成传输错误。这些错误轻则会使数据发生变化，重则会导致生产过程事故。因此必须采取一定的措施来检测错误并纠正错误，检错和纠错统称为差错控制。 4．CSMA/CD 答：即载波监听多路访问/冲突检测方法结构化的基本思想是采用自顶向下，逐步求精的程序设计方法和单入口单出口的控制结构。共分CSMA/CD中，内容如下：（1分） （1）1－坚持：空闲－发送，忙－监听，冲突－等待P－监听，发送阻塞报文。（1分） （2）非坚持：空闲－发送，忙－等待P－监听，比1)效率低，冲突少、延时长。（1分） （3）P－坚持：空闲－P发送（或1－P发送），忙－监听。（1分） 优先级较高的节点通常可采用1－坚持的算法。（2分） 简述CAN的特点，相对其它现场总线，为何其在不加中继的情况下，能够传输较远的距离？ 答：CAN总线主要应用于汽车和仪器仪表的检测和控制，其特点如下： 多主方式工作，不分主从，通信方式灵活，无需站地址等节点信息。 节点不同优先级，满足不同实时要求，最快时间：134μs； 非破坏性总线仲裁技术，低优先级节点主动退出发送。 报文滤波，实现点对点、一点对多点、全局广播等。 （5）可靠性高：CRC校验及其他检错措施，出错率：4.7x10－11。 （6）节点数主要取决于总线驱动电路，可达110个； （7）短帧结构（数据0～8字节） （8）最大通信速率为1Mbps（40m）；最大直接通信距离可达10km（5kbps）。 原因：（1）采用短帧结构，传输时间短，受干扰概率低，具有极好的检错效果。 （2）CAN的每帧信息都有CRC校验及其他检错措施，保证了数据出错率极低。 （3）当通信速率为5kbit/s时，直接通信距离最大可达10km。 （4）输出端采用双晶体管放大。 ProfitBus-PA传输技术中，采用IEC61158-2标准，请描述IEC61158-2标准中数据传输编码方法以及总线连接方法。 答：数据传输：IEC61158-2的数据传输采用曼彻斯特编码，这是一种常用的基带信号编码。当信号由0变到1时发送二进制数“0”，信号由1变到0时发送二进制数“1”。数据的发送采用对总线系统的基本电流IB调节±9ma的方法的实现，传输速率为31.25kbit/s。 总线连接：profibus-pa总线段上最多可连接32个站，总线段上的两端各有一个无源rc终端器,profibus-pa的总线连接。 ProfitBus总线存取控制允许采用令牌传递机制和主-从机制的系统配置，请分别解释令牌传递机制和主-从机制的工作原理。 答：令牌传递机制：令牌在主站之间按地址编号顺序，沿上行方向进行传递。令牌提供存取传输介质的权力，并用特殊的令牌帧在主站间传递。 主-从机制：主-从程序允许主站当前有权发送信息、存取指定给它的从站设备。这些从站是被动节点，主站可以发送信息给从站或从从站获取信息。 简要介绍LonWorks神经元芯片硬件结构，分析神经元芯片的通信端口的模式的特点。 答：LonWorks技术的主要内容： LonTalk通信协议支持OSI的所有七层模型，是直接面向对象的网络协议； 采用具有三个协调工作CPU的神经元芯片（MAC通信处理器、网络处理器和应用处理器）； 基于LNS（LonWorks Network Operating System）的软件工具； 具有开放性， LonTalk为设备之间交换信息建立了一个通用的标准，使各台总线设备融为一体，形成一个网络控制系统。 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成三种不同的接口模式，以适合不同的编码和不同的波特率。这三种模式是：单端模式、差分模式和专用模式。 （1）单端模式（single-ended- mode） 单端模式使用最广，数据通信是通过单端输入输出管脚CP0和CP1。该模式还包含低有效的睡眠输出（CP3），当神经元芯片进入睡眠状态时，它可使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，数据发送的开始是从低到高。且神经元芯片支持一个低有效的收发器碰撞检测信号。 （2）差分模式（differential mode） 在差分模式下，神经元芯片支持内部的差分驱动。采用差分方式类似于单端方式。