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1、工业以太网协议问题 1.上表,EtherCAT中的数据链路层是否要解决通信中的流量控制?为什么?通信栈是由什么实现的?2.我理解EtherCAT协议为,“协议标准实际上在谈两个问题:服务与协议。服务的含义是提供何种功能,网络通信各层的服务都是围绕如何进行可靠数据传输所定义的服务,属于通信类服务,即服务是解决服务者做什么的问题。协议是解决实现服务时应该怎样做的问题,即如何做才能实现具体的服务。”3.可靠数据传输主要针对通信中遇到的电磁干扰,因此在物理层与链路层上要思考如何应对干扰的解决措施,但数据链路层与应用层之间的数据传输已经是在系统内的传输,是否存在相关的可靠数据传输问题?为什么?4.“数据
2、传输”从字面意义上讲是数据信号波形的流动,除此之外,能否将“数据传输”与“数据存储”联系在一起? 5.接在现场总线上的设备功能各异,那么EtherCAT是以何种思想解决对各种功能设备的联网控制?提示:计算机是一台通用设备,但可以实现各种功能。 6.请尽可能多的给出你知道的ASE。如何构建一个ASE?设想一个应用过程(例如远程对温度传感器测温监控,如何利用多个ASE协同完成该应用过程。 7.EtherCAT使用了哪些技术与方法来应对“时间关键”的数据传输? 8.上面是EtherCAT定义的一个模板。为什么要定义该模板,主要解决数据传输中的什么问题。若没有协议规定数据的结构化表示方法,是否会造成混
3、乱? 9.上图是物理层通用模型。请以你自己的理解方式解释媒体相关、媒体无关、媒体附属的含义?10.“物理层的功能是以一种适合于通信媒体的形式对传输/接收的信号进行编码/译码,规定通信媒体的特性”。你认为编码/译码工作是在上图中的哪个部分中完成的(Ph DIS、Ph MDS、Ph MAU?为什么?11.上图中有四个接口:DL-Ph接口、DTE-DCE接口、MDS-MAU接口、媒体接口。试述这些接口的主要作用(通常接口的主要作用是:数据格式变换、阻抗匹配、信号波形变换、时序配合、机械特性等?哪些接口可能属于设备内部接口?哪些接口可能属于设备间的外部接口? 12.上图是DLL-PHL接口数据单元间的
4、映射。试指出图中的错误所在之处,并描述映射的含义与实现的过程(思路。图中为什么要定义四个数据单元,它们各自存放什么样的数据(带有帧格式的数据帧、部分帧还是完整帧?在数据单元后面加“序列”说明什么?13.依据上图,是否应该设置一些存储器单元来传输数据?请给这些存储器起一些名称,并注明它们所起的具体作用?对于上图,协议标准给出了如下几项注释: 14.注1:“DLL-PHL接口是一种虚拟机间的虚拟服务接口”。既然是一种相互联接的接口,那么物理层与数据链路层双方就好像是两个独立的设备,要通过该接口交换数据。通常两台设备交换数据时要定义数据收、发缓冲区。对于虚拟接口,你认为是否也该这样做?为什么?15.
5、数据链路层与物理层要通过接口交换数据,那么双方怎样获知有数据要交换?例如,对于数据链路层来说,它是如何知道物理层有新数据要传输给自己。16.数据链路层中的数据帧中不会含有前同步码、后同步码、帧定界符,这些控制数据是在物理层中加上的,那么物理层中是否应该定义一些相应的寄存器,用来存放同步码、定界符等帧格式控制信息?17.注4,“依据工业实践,定义了许多不同的DLL-PHL接口”,你对此是如何理解这话的?对你实现DLL-PHL接口有无启示?18.协议规定物理层须有特性指示原语:Ph-特性指示(minimum-data-rate,framing-overhead;定义该原语的目的是什么?该原语在何种
6、情况下发出?发给谁?特性指示原语中两个参数minimum-data-rate,framing-overhead所起的作用是什么?19.有关服务原语,我在网上看到的资料描述如下:用户和协议实体间的接口,实际上是一段程序代码,但其具有不可分割性。通过服务原语能实现服务用户和服务提供者间的交流,与协议不同的是,服务原语用于服务提供者与服务用户,而协议是用于服务用户之间的通信。在同一开放系统中,(N+1实体向N实体请求服务时,服务用户和服务提供者之间要进行交互,交互信息称为服务原语四种基本原语:请求(Request用户实体要求服务做某项工作源(N+1实体源(N实体指示(indication用户实体被告
7、知某事件发生目的(N实体目的(N+1实体响应(Response用户实体表示对某事件的响应目的(N+1实体目的(N实体确认(Confirm用户实体收到关于它的请求的答复源(N实体源(N+1实体服务和协议常常被混淆,而实际上二者是迥然不同的两个概念。为此我们再强调一下两者的区别。服务是网络体系结构中各层向它的上层提供的一组原语(操作。尽管服务定义了该层能够代表它的用户完成的操作,但丝毫也未涉及这些操作是如何实现的。服务描述两层之间的接口,下层是服务提供者,上层是服务用户。而协议是定义同层对等实体间交换帧、数据包的格式和意义的一组规则。网络各层实体利用协议来实现它们的服务。只要不改变提供给用户的服务
8、和接口,实体可以随意地改变它们所使用的协议。这样,服务和协议就完全被分离开来。工业以太网协议有如下的描述: 试问:原语PH-DATA请求(CLASS,DATA这个过程函数是位于物理层还是数据链路层?调用该原语的实体是物理层的实体还是数据链路层的实体?参数CLASS的含义到底是什么?网络协议的版本经常升级,CLASS是否与具体协议内容有关,例如规定帧头的特定格式?你认为我的下述理解有无问题?数据链路层的某个用户实体希望将数据链路层中的数据(存放在协议数据单元DLPDU发送缓冲区通过DLL-PHL接口将其送到物理层中的协议数据单元PHPDU发送缓冲区中,于是调用物理层中的请求原语:PH-DATA请
9、求(CLASS,DATA,该请求的过程实现函数会先将帧头放入PHPDU,然后将DLPDU中的数据逐字节地传送到PHPDU,全部传完后,再将帧尾放入PHPDU。20.对于工业以太网协议有如下的描述: 请以自己的理解描述PH-DATA指示(CLASS,DATA原语及其实现过程。如何将物理层正在接收来自其它节点的数据及事件告之数据链路层?又如何实现将已接收的物理层数据传输到数据链路层?如何实现对于错误接收数据的事件指示?21.对于物理层的管理,工业以太网标准给出的规定并不十分明确,因为处于物理层中的不同硬件可能有着不同的特性,因此要实现对硬件的管理,就必须先明确硬件的特性。工业以太网标准将物理层的管
10、理视作为一个与物理层并行的模块,该模块中最重要的一个过程函数是复位原语的编写。请回答由谁来发出复位请求?试举例说明复位时要做一些具体工作。 22.上述话语是对于整个DIS要实现的功能的具体描述。你认为物理层在收到了一帧中的部分字节还是全部字节后开始传输给PhID ?需不需要规定PhSDU的最大字节数?23.标准中有如下的话语,我不明白,你是如何理解的?关键是不明白要传输的序列是通过哪些已定义的控制信号来实现交互? 24.标准中关于低层通信功能的描述如下: 由于工业以太网在众多技术规范上与以太网是相同的,所以能否找到实现低层通信的专用芯片及技术资料?使用通用芯片实现上述功能还是非常麻烦。 25.
11、上述的PhPDU中存放的PhSDU序列是表示一个字节的字符还是多个字节的字符串?字符是否是已进行了曼彻斯特编码? 26.上述是标准中关于网络的拓扑连接方面的描述,我不明白。1分支把线型结构提升为树形结构。这如何实现?2端口0有何特殊之处,为什么它不能接收以太网帧(n不为0?3如果没有设备连接或者端口被主站关闭,发送到该端口的请求被处理。如何处理? 27.对于上图,标准中称其为数据链路层参考模型。你认为这是主站参考模型还是从站参考模型?图中有许多小矩形,内部标有标识文字,如DLL info,FMMU n等,我认为这些小矩形都是存储器,标识的文字表明其为实现字面含义所需要存储的参数,这样的认识对吗
12、? 28.物理层要负责将接收到的数据传输到数据链路层,数据链路层要对收到的数据进行地址检查、CRC查错等多项工作,因而需要花费一定的时间,这个时间你认为会小于1微妙吗?从站在实际运行中需要对来自总线的信号进行边接收、边处理、边转发以实现“飞速”,接收、处理、转发的数据长度是否固定?若在处理的过程中发现有错误,还会继续转发吗? 29.在以太网帧中需要给出通信双方的地址,但由于逻辑寻址是寻址4GB空间的一段区域,对于区域范围,在以太网帧中如何表示? 30.4GB逻辑地址空间是8位的,若某个从站物理存储器的位长是16位,该如何表达映射关系?定义了映射方向(输入或输出是否意味着从站对应的物理存储器就只
13、能是接收或输出来自物理层的数据?输入、输出的方向定义是针对FMMU与DLPDU两个实体中的哪个实体而言的?对于FMMU,实际中你会如何实现,请给出较为详细的技术实现思路。 31.按上述功能定义,同步管理器作用是控制对DLS用户内存的访问。此处同步的含义是解决存储器访问中的什么问题?DLS用户内存指的是哪个层中的内存?可能实际中有三处内存区域A、B、C,三个数据区域都有功能含义不同的定义,而且它们都可能被数据链路层与应用层访问,那么同步管理器的通道数应该为几个? 32.上图是从站的通信结构,你认为这种通信结构是否也适应于主站?为什么?将通信过程进行层次化的规定,主要是解决什么问题?为什么对图中寄
14、存器的访问操作与对存储器的访问操作在规定上有所不同(例如主站对于寄存器的读操作无需通告DL用户,而对存储器的读操作需通告DL用户?寄存器中主要存放什么数据?存储器中又主要存放何种数据?图中的事件指示该如何具体实现? 33.上述话语中的“一致性限制”是什么意思? 34.上图中,主站对从站的读写访问是用客户机-服务器模型来实现的吗?上图表示,无论主站发送什么请求,都一定会得到从站的回应,这样理解对吗? 35.请解释上表的自增式物理读的工作过程(主要是如何产生请求、证实的过程?其中参数Device data area是从站中的物理内存位置,主站是如何知道从站的物理内存位置,是预先约定的吗? 36.请
15、解释上表中的C的意思,原文的含义我无法理解,你是这样理解的。在主站发出自增式物理读请求时,上表中“DATA”中的数值是什么?上表是主站对于自增式物理读的EtherCAT PDU的规定,那么从从站返回给主站的EtherCAT PDU是否采用相同的格式?若相同,如何解释表1中证实一列中的Device data area参数缺失? 37.对于上述PNV服务,我无法理解,其中的参数含义也不懂,上表中不知为何还用“指示”替代了“证实”,你能否给出该如何使用PNV服务(在什么情况下会使用该服务?或者说你是怎样理解该服务的? 38.上述中,“从站与从站间的通信通过类似路由器的主站进行管理”,这话的含义是什么?换句话说如从站之间需要进行数据交换的通信,大体的实现过程是什么? 39.上表是邮箱写服务,它的基本功能也是向指定的内存中写入数据,它与前述的其它请求命令如自增式物理位置写有什么不同?为什么在自增式物理位置写的表5中仅有两列(请求、证实,而在邮箱写中有三列(请求、指示、证实?在工业以太网中,我认为通信只能是主站发出,从站被动接收或转发,这意味着通信时不需要知道主站的地址,但在上表中,有两个地址,D_address(目的地址与S_ address(源地址,若通信中源为主站,目的为从站,主站的地址该如何表示?若
