Teledyne LeCroy 2022-08-22

10Base-T1S 汽車乙太網中的物理層衝突避免

圖1,10Base-T1S PLCA迴圈。如果沒有資料
流量 (頂部), 總線上只看到信標. 來自節點的資料 (底部) 將擴展兩個信標的時間

10Base-T1S (IEEE 802.cg) 是支援半雙工和全雙工的汽車乙太網變體 通信,允許兩個之間的點對點直接連接 節點,或使用多點拓撲,其中最多連接八個節點 單個 25 米公交車段。

一條總線的多點布線提供了擴展選項 與點對點拓撲相比,使用更少的物理線和更輕的重量進行擴展。在ECU上具有最小的連接器空間時,總線可以 只需添加感測器單元即可進行擴展。

帶有附加感測器的總線線路 超聲波和短程雷達單元是多點雷達的一個例子 佈線可以擴展。

 
 10Base-T1S PHY 層是來自各種 介質,確保多點總線上節點的協作行為。

一 它的方式是通過使用物理層防撞(PLCA) 最小化死區時間並避免的技術 碰撞。

在這篇文章中,我們將介紹PLCA的工作原理,並在以後的文章中介紹如何使用示波器和10Base-T1S TDME軟體調試PLCA時序問題。


從本質上講,PLCA建立了一個傳動週期,用於 在公共汽車上編排傳輸機會(TO)。

與一組 參與團隊建設練習的個人,如果所有節點都是 一下子亂七八糟地說著自己的心思,什麼都聽不清,什麼都聽不清,什麼都聽不清 將在分配的時間內完成。

PLCA傳輸週期建立 說話的機會和可以聽到節點的順序,而 留出足夠的靈活性,不會浪費時間等待那些擁有 沒什麼好說的。


在 PLCA 中,每個節點(也稱為 PHY)都分配有唯一的 PHY ID,並且僅允許擁有傳輸機會的 PHY 設備 發送數據。傳輸機會以迴圈演算法分配 從分配給主設備的 PHY ID = 0 開始。

節點可以啟動 僅在與自己的節點匹配的傳輸機會期間進行傳輸 當主節點發送同步模式時,將啟動一個新週期 稱為信標以指示PLCA周期的開始。


PLCA迴圈本身由信標後跟N+1組成 時隙,允許發送 N+1 個可變大小的數據包。

在他們的 傳輸機會,PHY 可以立即傳輸數據包或必須傳輸 同步符號的 COMMIT 模式,用於補償任何 MAC 延遲併購購買 傳輸數據包之前的額外時間。

節點可以放大時隙 以適應更大的傳輸,並且可以突發高優先順序消息。

這 其他節點會等待一個節點完成傳輸后再迴圈 移動到具有下一個傳輸機會的節點。新的時間段開始,如果 在規定的時間(TO_TIMER)或任何時間結束時,不會傳輸任何內容 數據包傳輸。

在每個傳輸周期開始時,首先為總線上的節點 1 分配傳輸機會。

如果此節點沒有要傳輸的 DATA 並且無法提交,則會將其傳輸機會讓給總線上的下一個節點。


在嘗試理解PLCA迴圈時,它可能有助於 可視化使用可變延遲塊將傳輸機會與 總線上的每個節點。PLCA的驅動方案是同步TO_TIMERs以便 最大延遲始終小於一個 PLCA 週期。

TO_TIMER非常 短(通常為20位),因此在以下情況下,輸送量損失可以忽略不計 等待沒有要傳輸的 PHY。
圖 2,最小延遲 PLCA 週期。

沒有人有任何東西 在週期 1 中傳輸,因此總延遲僅等於節點數 乘以TO_TIMER。

只有節點 1 和節點 3 在週期 2 中有傳輸,因此所有 其他節點放棄其傳輸機會。
 
圖 3,最大延遲 PLCA 週期。每個節點都有 最大數據包大小,並在等待 MAC 時發送提交。

該系統的好處是各個節點 跟蹤TO_TIMER獨立跟隨信標.因為沒有數據的節點 傳輸將產生他們的傳輸機會,這是由 TO_TIMER可確保輸送量損失最小或延遲增加。

這可變延遲類似於TDMA,但PLCA不是固定或絕對的 定時數據包的參考;相反,它會根據傳輸進行調整 總線上每個節點的需求。