第四章 车上媒体网络 MOST MOST(Media Oriented Systems Transport)是媒体信息传送网络的 一个标准 MOST网络技术以网络带宽为划分标准,分为三代网络第一代 网络最高数据速率为25Mbit/s,称为MOST25网络;第二代网络最 高数据速率为50Mbit/s,称为MOST50网络;第三代网络最高数据 速率为150Mbit/s,称为MOST150网络,它在支持同步视频传输的 基础上,还提供了以太网数据通道用于发送基于IP的数据包 2 MOST系统具有以下基本特征: 保证低成本的条件下,第一代网络即可达到24.8Mbps的数据传输 速度; 无论是否有主控计算机都可以工作; 使用POF(Plastic Optical Fiber)优化信息传送质量; 支持声音和压缩图像的实时处理; 支持数据的同步和异步传输; 3 MOST系统具有以下基本特征: 发送/接收器嵌有虚拟网络管理系统; 支持多种网络连接方式; 提供了MOST设备标准; 方便简洁的应用系统界面 4 第一节 MOST基本结构 一、MOST的一些概念 数据通道(Channel) 通道带宽(Bandwidth) MOST设备 (Device) MOST功能(Function)和功能块(Function Block) 从功能块(Slave)、控制功能块(Controller)和人机接口功能块 (Human-Machine Interface, HMI) 5 第一节 MOST基本结构 属性(Property) 方法(method) 事件(Event) 功能间的接口(Interface) 6 为连接到MOST网络上,一个MOST节点的硬件应具有以下功能: 第一节 MOST基本结构 二、 MOST 节点结构 MOST标准的节点结构模型如图4-1。
MOST网络可以连接基于不 同内部结构和内部实现技术的节点它的拓扑结构可以是环型网 或星形网或菊花链MOST网络上的设备分享不同的同步和异步 数据传输通道,不同类型的数据具有不同的访问机制 7 第一节 MOST基本结构 8 第一节 MOST基本结构 一个MOST网络系统由以下三个方面决定: MOST 连接机制 MOST 系统服务 MOST 设备 MOST网络启动时,为每一个网上设备分配一个地址;数据传输 时,通过同步位流实现各节点的同步 9 第一节 MOST基本结构 三、三、MOST 设备设备 连接到MOST 上的任何应用层部分都是MOST设备MOST网络中, 在网络管理系统的控制下,这些设备可以协同工作,它们之间可 以同时传送数据流、控制信息和数据报文 10 第一节 MOST基本结构 MOST设备应当在以下方面适应相同的标准: 物理接口 通讯机制 网络管理,包括复位状态和响应、配置方式、频道分配以及故障检测与 信令 如图4-2,逻辑上,一个MOST设备包括节点应用功能块(Net Block)、网 络服务接口(Net Services)、发送/接收器以及物理层接口 11 12 典型MOST设备的硬件结构如图4-3。
其中,RX表示输入信号,TX 表示发送信号,Ctrl表示控制信号 13 第一节 MOST基本结构 MOST设备传送的数据类型包括:控制数据、实时数据(声音、 图像等)和突发数据(Bulk data / Burst data)传输控制和管理 信息的控制数据与其它两类数据并行传送突发数据以异步数据 报方式传送为保证声音和图像等实时信号的质量,实时数据需 要足够的数据带宽;实时数据被送往网上所有节点 14 第一节 MOST基本结构 为连接到MOST网络上,一个MOST节点的硬件应具有以下功能: 时钟恢复 节点地址识别与解码 设备之间的协调控制与数据流管理 电源管理 初始化功能,即复位状态后运行初始化操作,获取必要的系统参 数和配置信息 15 第一节 MOST基本结构 连接到MOST网络上的节点,其软件须具有以下功能 数据传输控制 数据报传输控制 电源管理 同步通道定位 寻址与网络配置 系统监控和管理 16 第一节 MOST基本结构 四、MOST设备说明例 下面以一个例子给出MOST设备的说明过程例子中用ANSI C给出 了设备MyTuner、MyTuner功能块以及各功能块的操作方法和属 性的说明过程。
17 第一节 MOST基本结构 设备说明: Device TTuner Tuner; TNetBlockNetBlock; MyTuner 这里说明的设备MyTuner包含一个类型为Ttuner的功能快Tuner, 和一个类型为TnetBlock的功能快NetBlock 18 第一节 MOST基本结构 类型TTuner的说明如下: Object TStation pStation; TTraffic eTraffic; TSensitivity pSensitivity; TSearch mSearch; TTuner 19 第一节 MOST基本结构 功能块类型Ttuner中包含属性功能pStation、 pSensitivity、 方法 功能mSearch 和事件eTraffic 20 第一节 MOST基本结构 功能类型TStation的说明如下: Property LongFrequency; BoolTP; ByteQuality; TStation 21 第一节 MOST基本结构 这是pStation的类型,它具有Frequency、 TP 、Quality三个参数, 这是一些不同类型的数值参数。
22 第一节 MOST基本结构 功能类型mSearch的说明如下: Method BoolUp; LongStart; TSearch; 这是mSearch 的类型,它具有Up、Start二个参数Up是布尔型 参数,给出调节方向;Start为数值参数,给出频率 23 第一节 MOST基本结构 事件eTraffic的定义如下: Event BoolTA; TTraffic; Ttraffic是事件eTraffic的类型eTrafficde 的参数TA说明事件状态 24 第二节 MOST信息帧 一、简介 MOST25、MOST50、MOST150网络帧可分为控制通道、流数据通道 (同步数据)、包数据通道(异步数据),如图4-4所示 25 第二节 MOST信息帧 26 第二节 MOST信息帧 二、帧结构 1. MOST25 在MOST25网络系统中,从同步的角度看有两种节点,一种是发 送帧格式的时钟主节点(Timing Master);另一种是从节点,它 们与时钟主节点保持同步如图4-5,MOST25网络传送信息时, 以16帧为一个块;每个MOST 25帧又由7个部分构成,共64个字节 512位。
一帧中各部分的长度及功能如表4-1 27 28 29 MOST帧的起始域用于MOST核和应用功能块与位流的同步,网 络上的节点根据这个信号进行时钟恢复 边界描述符用于调节同步传输和异步传输的频带宽度,它给出 的编码是同步区以4字节为单位的字节数 30 2. MOST50 MOST50的帧格式如图4-6所示,帧结构如表4-2所示 31 32 3. MOST150 MOST150的帧格式如图4-7所示,帧结构如表4-3所示 33 34 35 三、数据类型 在MOST网络中,传输的信息有同步数据、异步数据和控制数据三 种类型这三种类型的数据分别由一个信息帧的同步数据域、异步 数据域和控制数据域传送 从网络中传输的信息流角度看,包含有同步数据、异步数据和控制 数据三股信息的传送通道,所以,又把一帧中的这三个域分别看作 同步数据通道、异步数据通道和控制数据通道 36 1.同步数据同步数据 同步数据域用于传送实时的音视频流数据,数据的访问采用分 时多路复用(TDM,Time Division Multiplexing)方式 37 图4-8为一个有5个节点的MOST网络中音频同步信道传输过程的例 子。
38 2.异步数据异步数据 异步传输域用于传送大块的非实时性的信息异步数据传输域 以令牌环的方式访问异步数据传输域的格式如表4-4 39 3.控制数据控制数据 控制数据域传输媒体控制和其它控制功能使用的数据控制通道的 协议采用载波监听多路复用(CSMA,Carrier Sense Multiple Access) 访问方式控制数据帧的格式如表4-5,校验位用于错误检测和锁相 环操作 40 第三节 MOST应用层通信协议 MOST通信网络模型如图4-9底层以MOST发送/接收控制器为核 心,完成ISO的OSI模型中物理层和数据链路层的功能第二层为 网络服务层,完成OSI模型的网络层到表示层的功能第三层为 应用层MOST应用层协议的基本结构为: DeviceID.FBlockID.InstID.FktID.OPType.Length(Data) 41 42 一、DeviceID DeviceID给出的是一个物理设备或一个物理设备组的编码这个 字段长度为16位二进制数,在应用层中不必给予说明 43 二、FBlockID FBlockID字段是一个功能块的编码每一个功能块都定义了一些 不同的功能。
协议标准给出了一些共同遵守的功能块编码规定 表4-6是MOST标准中 FBlockID的规定 44 45 46 47 三、三、InstID 在一个系统中可能有多个相同的功能块,为了区分这些功能块, MOST协议中引入了InstID字段,以标识一次操作的具体功能块 48 四、FktID FktID是一个功能的标识码每一个FktID编码对应一个操作方法或一 个属性按着功能性质不同,FktID的地址空间分为六个区: 管理功能区(Coordination):000H1FFH 必备功能区(Mandatory):200H3FFH 扩充功能区(Extensions):400H9FFH 统一功能区(Unique):0A00H0BFFH 49 系统专用功能区(Proprietary/System specific):0C00H0EFFH 生产商专用功能区(Proprietary/Supplier specific):0F00H0FFEH 50 五、OPType OPType字段定义施加到FktID的操作如表4-7,同一个OPType编 码,对于属性类功能请求和操作方法请求含义不同。
51 52 六、Length(Data) Length(Data)字段用十六位二进制数定义数据域的长度,单位是 字节信息传送时并不带有这个字段,在接收到信息时,接收方 通过信息帧中的数据数重建这个字段 53 第四节 MOST NetService及网络服务 SMSC公司为MOST规范的协议栈提供了一个标准实现MOST NetService,此软件是以网络接口控制器(NIC和INIC)为硬件基 础实现,为MOST网络运行提供了很多的接口,为开发者实现了 各种MOST的网络模块,开发者将此软件定制编写编译,烧写到 外部控制器的ROM中,以实现对MOST的网络控制接口(NIC和 INIC)的控制 54 如图4-10,MOST NetService分为第一层基础层(The Basic Layer) 和第二层应用套接字层(The Application Socket Layer)两层,以 及一些在这之外的模块,如MOST高层协议(MOST High Protocol) 55 56 一. 基础层 MOST NetService第一层基础层提供了网络的基础服务功能,如 异步数据的传输,MOST网络的控制,应用消息的传输等等功 能。
基础层主要是控制INIC的功能封装 57 MOST NetSe。