理论教育 汽车车载网络技术详解:并行与串行数据传输方式

汽车车载网络技术详解:并行与串行数据传输方式

时间:2023-09-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:需要较高的传输速度时,通常使用这种传输方式。目前汽车上并行数据传输方式多在控制单元内部线路中使用,而在控制单元外部传输信息则大都以串行传输方式进行。进行异步数据传输时,仅针对字符的持续时间建立并保持发送和接收装置之间的同步性,这种方式又称为起止方式。这种由起始位、数据位和停止位构成的单位称为数据帧。

汽车车载网络技术详解:并行与串行数据传输方式

根据发送装置向接收装置传输信息时各字节的传输方式不同,数据传输方式分为并行传输和串行传输两种形式。

1.并行传输

进行并行传输(图1-20)时,发送装置向接收装置同时(并行)传输7~8位数据。以并行形式传输数据时,两个设备之间的电缆必须包括7或8根平行排列的导线(如接地导线)。

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图1-20 并行传输

①—发送装置 ②—数据 ③—接收装置 MSB—最高值数位 LSB—最低值数位

由图1-20可以看出,采用并行传输方式时,其数据传输如同在具有8条车道(车道相当于数据导线)的公路上行车(每辆车的载运量相当于一位数据,8辆车的载运量之和相当于一个字节),在同一时间内,可以通过8辆车。虽然其通行效率高,但是要构筑8条车道,建设成本高昂。

需要较高的传输速度时,通常使用这种传输方式。但是由于插接装置和电缆方面的费用较高,因此只能在传输路径较短时采用并行传输方式。

2.串行传输

串行传输(图1-21)主要用于在数据处理设备之间进行数据通信。在一根导线上以位为单位依次(连续形式)传输所需数据。

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图1-21 串行传输

①—发送装置 ②—数据 ③—接收装置

由图1-21可以看出,采用串行传输方式时,其数据传输犹如在具有1条车道(车道相当于数据导线)的公路上行车(每辆车的载运量相当于一位数据,8辆车的载运量之和相当于一个字节),在同一时间内,只能通过1辆车。其通行效率低,但只需构筑1条车道,建设成本低廉。串行传输方式的优点是降低了布线成本,缺点是延长了数据传输时间。一个8位并行接口可在一个时间单位内传输一个数据字节,而一个串行接口至少需要8个单位时间才能传输相同字节的数据。不过,传输距离越长就越能体现出串行传输的优势。

满足下列某个或多个条件时大多使用串行传输方式:

1)传输距离较长(如在两个或多个距离较远的控制单元之间传输数据)。

2)出于大量节约导线的考虑。

3)对抗干扰能力(屏蔽导线)要求较高。

4)系统需要传输的数据量较小。

目前汽车上并行数据传输方式多在控制单元内部线路中使用,而在控制单元外部传输信息则大都以串行传输方式进行。串行数据传输既可以采用同步传输方式,也可以采用异步传输方式。

3.同步数据传输

使用一个共同的时钟脉冲发生器可保持发送装置和接收装置时间管理的同步性,这种方式就是同步传输方式(图1-22)。采用同步数据传输时,只需使用发送装置的时钟脉冲发生器即可,但必须通过一根单独的导线将其节拍频率传送给接收装置。

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图1-22 同步传输方式

①—同步脉冲 ②—数据 ③—停止 ④—起始 ⑤—接收装置

进行同步传输时,通常以信息组形式发送数据,且必须使接收装置与信息组传输同步化。因此,在信息组起始处发送一个起始符号,在停止处发送一个停止识别符号。

4.异步数据

传输发送和接收装置之间最常用的时间管理方式是异步传输方式。进行异步数据传输时,发送和接收装置之间没有共同的系统节拍。系统通过起始位和停止位识别数据组的开始和结束。只有当接收装置确认已接收到之前的数据后,发送装置才会传输后续的数据。异步传输方式的数据传输速率相对较慢,数据传输速率还取决于总线长度

进行异步数据传输时,仅针对字符的持续时间建立并保持发送和接收装置之间的同步性,这种方式又称为起止方式。进行异步传输时,每个字符起始处都有一个起始位。接收装置可通过该起始位与发送装置的节拍保持同步。随后发送5~8位数据位,并可能发送一个检查位(校验位)。在导线上发送数据位时首先发送最低值数位,最后发送最高值数位。此后,还有一个或两个停止位。停止位用于在传输两个字符之间形成一个最小的时间间隔,以便为接收装置接收后续字符留出必要的准备时间。这种由起始位、数据位和停止位构成的单位称为数据帧。进行异步数据传输时数据帧的结构如图1-23所示。

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图1-23 异步数据传输时数据帧的结构

①—接收装置 ②—起始位 ③—最低值数位 ④—5~8位数据 ⑤—最高值数位 ⑥—检查位 ⑦、⑧—停止位 ⑨—发送装置

发送和接收装置的传输形式必须一致。也就是说,两个设备内的下列参数需调节一致:

1)传输速率。

2)奇偶校验检查。

3)数据位的数量。

4)停止位的数量。

5.数据总线上的信息流方向

(1)单工通信 如图1-24所示,如果在数据总线上,信息流(数据流)只能由一个控制单元传向另一个控制单元,而不能反向传输,则称为单工通信。

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图1-24 单工通信

(2)双工通信 如图1-25所示,如果在数据总线上,信息流(数据流)可以由一个控制单元传向另一个控制单元,而且可以进行反向传输,则称为双工通信。

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图1-25 双工通信

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