Acceso y control de errores en el bus CAN open

El acceso al medio usa arbitraje con prioridad a bit, basado en la y-lógica (0 tiene más prioridad que 1). Cada nodo escucha a la vez que envía.

El control de los errores se basa en el Bit ACK emitido recesivo(1), que debe ser activado dominante por algún receptor. El CRC será de 15 bits, con una probabilidad de no detectar errores de 3*10^-5.

La Gestión de errores se llevan a cabo con:

• Trama de error: si un receptor no reconoce la trama.
• Contadores de error: TEC: contador errores transmisión REC: contador errores recepción
• Estados de error:
  1. Error activo (TEC<128)
  2. Error pasivo (TEC>128 y REC>128)
  3. BUS-OFF (TEC>255)

CANopen: Capa física

Medio

– par trenzado de 2 o 4 hilos

– resistencia terminadora (LT) 120Ω 0,25W Transmisión diferencial

– NRZ (Non Return to Zero) –Define dos niveles – Dominante (0) → diferencia 2V – Recesivo (1) → no hay diferencia

Topología

– Cadena (Daisy chain)

– Derivaciones (Drop lines)

• Derivadores (Tap) conectados línea principal (Trunk) Provocan reflexiones

– no superar los 30cm

– Mixto Combinación de las anteriores

Conectores– DB9- RJ45- Abierto- Mini-Din 5 pines

CANopen: Capa de enlace

Estructura del paquete Identificador de 11 bits RTR solicitud de transmisión

Profibus

Profibus (PROcess Field BUS) nació en 1989 por fabricantes alemanes, se basa en las normas EN5010 IEC61158 y está muy extendido por todo el mundo. Los perfiles que utiliza son:

– FMS: nivel OSI 7: gran trasferencia de datos- DP: periferia descentralizada- PA: DP ampliado (zonas de seguridad extrínseca y reducción de voltajes y corrientes)

Profibus: Físico

Basado en EIA-485;

– Bus terminado en ambos extremos – Cable de par trenzado apantallado – Velocidad entre 9,6Kbps (1200 m) con repetidores hasta 4800m 12 Mbps (100 m) 32 estaciones con repetidores hasta 127

Profibus: nivel aplicación

– FMS: Fieldbus Message Specification, como proveedor de servicios. Los servicios pueden ser, confirmados o sin confirmar. establecer conexión acceso a variables, arrays y listas acceso a bloques de memoria invocación de programas: arranque, parada, etc. gestión de eventos → alarmas envío de informes en modo difusión diccionarios de objetos → lectura/escritura LLI: Lower Layer Interface (Adaptación del nivel 7 al nivel 2) control de flujo monitorización de conexión (Comunicaciones soportadas) Sin conexión Broadcast Multicast Con conexión (1-a-1, establecimiento, finalización) Maestro – maestro Maestro – esclavo FMA: Fielbus management services (Gestión de contexto) abrir y cerrar comunicaciones de gestión Gestión de configuraciones Gestión de fallos

Profibus: modelo comunicación

Permite gestión de procesos distribuidos Define dispositivos virtuales de campo (VFD) – Cada elemento del dispositivo → objeto Comunicación Objetos disponibles → diccionario de objetos (OD) Tipos de datos soportados Direccionamiento Lógico → índice de 16-bits (más eficiente) Nombre Dirección física

Interconexión de Redes

Repetidor → Capa física

– Regenera señales eléctricas Alargar el segmento Son bidireccionales Pueden usarse para cambiar medio o norma Coaxial → par trenzado Hubs → bus con topología estrella No necesitan configuración No resuelven problemas de tráfico à retransmiten las colisiones o información errónea

Puente → capa de enlace – Conocidos como bridge o switch Unen redes del mismo tipo y protocolo Procedimiento Almacenar paquete recibido Analizar paquete elimina si erróneo (Enviar al destinatario) sólo si en distinta rama

Router → capa de red– Une redes de igual protocolo (Aunque configuración o estructura sea distinta)

Pasarela → capa de red– Conocidos como gateway – Une redes de distinto protocolo Funcionalidades Almacenar paquetes a nivel de transporte Adaptación de formatos al destino Envío a la red y estación destino

Diferencias entre UDP y TCP/IP

UDP: User Datagram Protocol

Para envíos sin conexión ni confirmación – Orientado a transacción Hay CRC para comprobar errores en los datos Poca sobrecarga Se utiliza cuando No necesario mantener conexión Servicios de tiempo real No tiene sentido la retransmisión → streaming

TCP/IP: Transmission Control Protocol

Proporciona conexión: Fiable: El destinatario tiene que confirmar recepción Ordenada: Bytes numerados → se reconstruyen en orden a pesar de pérdidas o retrasos Protegida de error → CRC Control de flujo: Receptor indica cuantos datos más puede procesar ventana deslizante: 0 → parar (Control de la congestión) adaptación de la velocidad Persistencia (asegura que conexión activa) Comunicación pasa por varios estados (Más complejo) Paquete más sobrecarga que UDP

Bus AS-Interface

Creado en el año 1994 à 11 fabricantes: Siemens, Omrom, Festo, etc. Estándares: EN 50295, IEC 62026/2, IEC 947. Orientado a sensores y actuadores binarios un bit por elemento no señales analógicas

capa física

– Cable de 2 hilos sin trenzar Amarillo: alimentación y comunicación Negro: alimentación auxiliar 24 VDC Rojo: alimentación auxiliar 220 VAC Posibilidad de conectores vampiro atraviesan la cobertura auto-cicatrizantes única posición

Consumo

– Cada dispositivo hasta 65mA (Caso contrario línea auxiliar de alimentación)

Protocolo maestro-esclavo único maestro hasta 31 esclavos hasta 124 entradas digitales hasta 124 salidas digitales Topología flexible: estrella, bus y árbol:

nivel aplicación

– LLI: Lower Layer Interface (Adaptación del nivel 7 al nivel 2) control de flujo monitorización de conexión (Comunicaciones soportadas) Sin conexión: Broadcast y Multicast Con conexión (1-a-1, establecimiento, finalización) Maestro – maestro Maestro – esclavo FMA: Fielbus management services (Gestión de contexto) abrir y cerrar comunicaciones de gestión Gestión de configuraciones Gestión de fallos

Puertos Seriales RS-232, 422 y 485

Serial RS-232 (EIA-232)

Surgido en 1969, para unir terminales (DTE) y modems (DCE). IBM utilizó en los PCs

Líneas

– Líneas datos: TxD RxD

– Líneas de control → voltajes invertidos RTS listo para enviar (control flujo hw) CTS listo para recibir (control flujo hw) DSR el DCE está listo DTR el DTE está listo CD portadora detectada

– Transiciones <4% periodo del 4%>

– Capacidad del conductor deforma la señal (máxima 2500 pF → 15 m (ahora

– Velocidades (baudios) à 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 38400, 115000

Conectores– DB-25 el del estándar- DB-9 el de IBM

Serial RS-422 (EIA-422)

Diferencia con RS-232

– Usa señales diferenciales mediante 2 hilos (sin punto de referencia a masa)

– se elimina ruido electrostático (Señales: Tx+, Tx-, Rx+, Rx)

– Rango voltajes: +6v a +2v, -2V a -6V (Menor variación en voltaje)

– mayor velocidad: hasta 10Mbps (<>

– mayor distancia: 1200 m (90Kbps)

– Se permite estructura bus Hasta 32 estaciones Maestro-esclavo Resistencia terminadora

Serial RS-485 (EIA-485)

Diferencias RS-422

– Sólo 2 conductores: D+, D-

– Tercer estado → alta impedancia (Si no está enviando)

– Todos los equipos pueden emitir (Todos reciben)

– Hasta 256 equipos (Con receptores alta impedancia)

Direccionamiento IP, clases y rangos

Direccionamiento

– 32 bits = 4 bytes → notación puntos decimales 193.145.98.254 Bits más significativos → identificador de red

– 193.145.98.0 → Máscara de red 255.255.255.0 Menos significativos → identificador de host

– 0.0.0.254

Clases Inicialmente → Tamaño red depende de la clase (Problemas de reparto)

En 1993 surge CIDR → classless (Añade indicación de bits de red) 193.145.98.0/24 Esquema jerárquico de reparto: global → local

Rangos reservadosRango para uso especial Número de red → no asignar a host (193.145.98.0/24 → 193.145.98.0) Broadcast de red → no asignar a host (193.145.98.0/24 → 193.145.98.255) ultima dirección subnet

• DNS: DNS: Domain Name System

– Sistema jerárquico de nombre de dominio www.ull.es. → ull.es. → es. → . Es independiente de número IP Información almacenable A: dirección IP asociada al nombre: nombre → IP NS: servidor de un subdominio SOA: información de una zona MX: servidor de correo del dominio CNAME: alias de un nombre → otro nombre Resolución inversa (PTR) → in_addr.arpa. (193.145.98.254 → 254.98.145.193.in-addr.arpa) No todas las máquinas tienen Servicio DNS → búsquedas en DNS Cada dominio: servidor primario y servidores secundarios redundancia: cada información tiene tiempo de validez cacheable: Máquina Unix → /etc/resolv.conf Dirección IP servidores a utilizar: Depuración nslookup o dig

• DHCP: DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol

– Protocolo para la configuración dinámica de los parámetros red IP Broadcast sobre UDP (Parámetros mínimos) Dirección IP Máscara de red Routers Servidores de nombre (Otros parámetros) Servidor de tiempo Nombre de la máquina Servidor de impresión Servidores WINS