數(shù)據(jù)總線共享與交換

數(shù)據(jù)總線(DataBus)。規(guī)范了一個大的集成應(yīng)用系統(tǒng)中同構(gòu)系統(tǒng)、異構(gòu)系統(tǒng)等方面進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和交換實現(xiàn)方法。 系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)

1.業(yè)務(wù)實體數(shù)據(jù)交換:各個子系統(tǒng)在架構(gòu)分層上都有業(yè)務(wù)實體層，數(shù)據(jù)交換機制在業(yè)務(wù)實體層建立了一層對所有應(yīng)用系統(tǒng)透明的層。子系統(tǒng)之間，無論其實現(xiàn)的具體技術(shù)方案是什么，都可通過業(yè)務(wù)實體層進(jìn)行共享和交互，這也就建立了可在子系統(tǒng)間進(jìn)行持續(xù)集成和業(yè)務(wù)擴展的結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)一個可擴展的完整的一體化信息系統(tǒng)。

2.WebService數(shù)據(jù)交換:是一種Web服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，Web服務(wù)提供在異構(gòu)系統(tǒng)間共享和交換數(shù)據(jù)的方案，也可用于在產(chǎn)品集成中使用統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和交換。

系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交換方式

1.業(yè)務(wù)實體層的數(shù)據(jù)交換，這是同構(gòu)子系統(tǒng)系統(tǒng)間最直接和最高效的交換方案。在同構(gòu)子系統(tǒng)間通過定義數(shù)據(jù)對象接口層，通過DTO進(jìn)行傳輸，或者直接在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行數(shù)據(jù)表的連接或訪問，達(dá)到同構(gòu)子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享和交換。例如征管系統(tǒng)內(nèi)各個子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享和交換、業(yè)務(wù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)挖掘間的數(shù)據(jù)共享。

2.WebService數(shù)據(jù)交換，在異構(gòu)子系統(tǒng)間，同時存在數(shù)據(jù)不集中的情況下，必須使用有效的技術(shù)手段來保證異構(gòu)的數(shù)據(jù)共享和交換。WebService是基于Web的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)，其不受傳輸協(xié)議或硬件的限制，也不受子系統(tǒng)具體實現(xiàn)技術(shù)的限制。而且現(xiàn)在較先進(jìn)完備的應(yīng)用系統(tǒng)或產(chǎn)品都提供了基于WebService的集成接口。這就解決了異構(gòu)子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享和交換。WebService也可以解決跨網(wǎng)絡(luò)和行業(yè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，這需要對方接口單位同樣具備WebService服務(wù)。

3.格式化文件數(shù)據(jù)交換，它是與外部系統(tǒng)文件傳輸，業(yè)務(wù)上的內(nèi)部系統(tǒng)和外部信息交換需求，要求提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)共享和交換技術(shù)機制。這類問題通常使用基于文件系統(tǒng)的技術(shù)方案解決，例如文件報送、文件交換等?？膳e例說明:稅、庫、銀三者之間就存在實時和非實時的數(shù)據(jù)交換，這種交換優(yōu)化的方案就是使用文件通過Socket進(jìn)行交換。此類技術(shù)實現(xiàn)一般采用底層技術(shù)

數(shù)據(jù)總線連接器(DBconnector)是一種用于連接串行和平行電纜到數(shù)據(jù)總線的連接器。數(shù)據(jù)總線連接器命名格式是DB-x，x代表連接器內(nèi)電線的數(shù)量。每條線被連接到在連接器中的一個栓上，但是在很多情況下，不是所有的栓都被分配一個功能。數(shù)據(jù)總線連接器被各種EIA/TIA標(biāo)準(zhǔn)定義。是一類用于連接序列和平行電纜到一個數(shù)據(jù)總線的連接器。DB連接器在DB-x的格式下命名，其中x代表連接器內(nèi)(線)的數(shù)量。每條線與連接器中的銷釘相連，但是在許多情況下，不是所有的銷釘都被分配功能。DB連接器有9,15,25,37和50銷釘尺寸。DB連接器定義了連接器物理結(jié)構(gòu)，而不是每條線的用途。例如，DB-9有9個銷釘和被用于連接一個鼠標(biāo)。DB-25有25個銷釘和被用于連接一臺打印機。

1、總線的帶寬(總線數(shù)據(jù)傳輸速率) 總線的帶寬指的是單位時間內(nèi)總線上傳送的數(shù)據(jù)量，即每鈔鐘傳送MB的最大穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)傳輸率。與總線密切相關(guān)的兩個因素是總線的位寬和總線的工作頻率，它們之間的關(guān)系:

總線的帶寬=總線的工作頻率*總線的位寬/8

2、總線的位寬

總線的位寬指的是總線能同時傳送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，或數(shù)據(jù)總線的位數(shù)，即32位、64位等總線寬度的概念。總線的位寬越寬，每秒鐘數(shù)據(jù)傳輸率越大，總線的帶寬越寬。

3、總線的工作頻率

總線的工作時鐘頻率以MHZ為單位，工作頻率越高，總線工作速度越快，總線帶寬越寬。

總線一個操作過程是完成兩個模塊之間傳送信息，啟動操作過程的是主模塊，另外一 個是從模塊。某一時刻總線上只能有一個主模塊占用總線。

總線的操作步驟:主模塊申請總線控制權(quán)，總線控制器進(jìn)行裁決。

數(shù)據(jù)傳送的錯誤檢查:主模塊得到總線控制權(quán)后尋址從模塊，從模塊確認(rèn)后進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。

總線定時協(xié)議:定時協(xié)議可保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾p方操作同步，傳輸正確。定時協(xié)議有三種類型:

同步總線定時:總線上的所有模塊共用同一時鐘脈沖進(jìn)行操作過程的控制。各模塊的所有動作的產(chǎn)生均在時鐘周期的開始，多數(shù)動作在一個時鐘周期中完成。

異步總線定時:操作的發(fā)生由源或目的模塊的特定信號來確定?？偩€上一個事件發(fā)生取決前一事件的發(fā)生，雙方相互提供聯(lián)絡(luò)信號。

總線定時協(xié)議

半同步總線定時:總線上各操作的時間間隔可以不同，但必須是時鐘周期的整數(shù)倍，信號的出現(xiàn),采樣與結(jié)束仍以公共時鐘為基準(zhǔn)。ISA總線采用此定時方法。

數(shù)據(jù)傳輸類型:分單周方式和突發(fā)(burst)方式。

單周期方式:一個總線周期只傳送一個數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)傳輸類型:

突發(fā)方式:取得主線控制權(quán)后進(jìn)行多個數(shù)據(jù)的傳輸。尋址時給出目的地首地址，訪問第一個數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)2、3到數(shù)據(jù)n的地址在首地址基礎(chǔ)上按一定規(guī)則自動尋址(如自動加1)。

總線是一類信號線的集合是模塊間傳輸信息的公共通道，通過它，計算機各部件間可進(jìn)行各種數(shù)據(jù)和命令的傳送。為使不同供應(yīng)商的產(chǎn)品間能夠互換，給用戶更多的選擇，總線的技術(shù)規(guī)范要標(biāo)準(zhǔn)化。

總線的標(biāo)準(zhǔn)制定要經(jīng)周密考慮，要有嚴(yán)格的規(guī)定?？偩€標(biāo)準(zhǔn)(技術(shù)規(guī)范)包括以下幾部分:

機械結(jié)構(gòu)規(guī)范:模塊尺寸、總線插頭、總線接插件以及安裝尺寸均有統(tǒng)一規(guī)定。

功能規(guī)范:總線每條信號線(引腳的名稱)、功能以及工作過程要有統(tǒng)一規(guī)定。

電氣規(guī)范:總線每條信號線的有效電平、動態(tài)轉(zhuǎn)換時間、負(fù)載能力等。

使用一個以上數(shù)據(jù)總線，在子系統(tǒng)之間提供一條以上的數(shù)據(jù)通路，及雙余度數(shù)據(jù)總線、三余度數(shù)據(jù)總線等等

ARINC 429數(shù)據(jù)總線 ARINC 429 data bus 一種一點到多點的單向廣播傳輸數(shù)據(jù)總線。它定義了航空電子系統(tǒng)間數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)交換規(guī)約（我國相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)為HB 6096—86：SZ—01 數(shù)字信息傳輸系統(tǒng)）。圖中示出該總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中外場可更換單元（LRU）被連接到星形或者線性總線上，每條總線僅有一個發(fā)射器好多到20個接收器，每臺終端按需要可采用多根總線?？偩€電纜為78Ω阻抗的雙絞屏蔽線電纜，總線物理長度為91m，短截線長度為6.1m。采用異步通信方式，數(shù)據(jù)信息由自身具有定時能力的雙極性歸零編碼邏輯提高，以12.5~14kHz和100kHz兩種速率進(jìn)行傳輸?；拘畔卧?2位構(gòu)成的字，字由5部分組成：8位標(biāo)志符（定義數(shù)據(jù)類型），2位源/目標(biāo)標(biāo)示符，19位數(shù)據(jù)，2位標(biāo)志/狀態(tài)，1位奇偶校驗。在消息傳輸過程中，每個字之間，由信息源插入至少4個位時的時間間隔，用作字同步，接收端利用此間隔檢出每個32位字中的第一位，與接收電路同步，對信息編碼。429總線簡單，無需總線控制，可靠性和可維護性較好，被大型客機（如波音747、波音757、波音767、空客A300等）廣泛采用。但隨著民用飛機信息量的快速增長，其傳輸速率低、帶寬有限，已不適用于復(fù)雜航空電子系統(tǒng)，需有ARINC 629總線等取代。

第1章 機載數(shù)據(jù)總線概述

1.1 民用機載數(shù)據(jù)總線

1.2 軍用機載數(shù)據(jù)總線

1.3 機載數(shù)據(jù)總線簡介

1.3.1 ARINC-429數(shù)據(jù)總線

1.3.2 商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)總線(CSDB)

1.3.3 MIL-STD一15538數(shù)據(jù)總線

1.3.4 線性令牌傳遞數(shù)據(jù)總線(LTPB)

1.3.5 光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)

1.3.6 可變規(guī)模互連接口(SCI)

1.3.7 全雙工交換式以太網(wǎng)(AFDX)

1.3.8 機載數(shù)據(jù)總線對比

1.4 機載數(shù)據(jù)總線與計算機網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別

第2章 數(shù)據(jù)總線技術(shù)基礎(chǔ)

2.1 總線的基本概念與操作

2.1.1 總線的基本概念

2.1.2 總線操作

2.2 數(shù)據(jù)傳輸方式

2.2.1 通信方式

2.2.2 串行與并行通信

2.2.3 同步與異步傳輸

2.2.4 多路共傳

2.3 數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)

2.4 數(shù)據(jù)編碼

2.5 數(shù)據(jù)交換

2.5.1 線路交換方式

2.5.2 存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方式

2.5.3 交換方式的選擇和比較

2.6 信道共享與訪問控制

2.6.1 多路復(fù)用技術(shù)

2.6.2 競爭的介質(zhì)訪問方法

2.6.3 確定型訪問控制方式

第3章 開放式網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議

3.1 OSI參考模型

3.1.1 模型層次劃分的原則

3.1.2 OSI參考模型的結(jié)構(gòu)

3.1.3 OSI參考模型的功能劃分

3.2 物理層協(xié)議

3.3 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議

3.3.1 數(shù)據(jù)鏈路層的功能

3.3.2 高級數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議HDLC

3.3.3 數(shù)據(jù)鏈路層工作過程

3.4 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議

3.4.1 網(wǎng)絡(luò)層的基本功能

3.4.2 路由選擇算法

3.4.3 流量控制

3.5 傳輸層協(xié)議

3.5.1 傳輸層的作用

3.5.2 傳輸層協(xié)議

3.5.3 傳輸層基本功能

3.6 高層協(xié)議

3.6.1 會話層

3.6.2 表示層

3.6.3 應(yīng)用層

……

第4章 民用機載數(shù)據(jù)總線

第5章 ARINC-429總線控制器件及開發(fā)實例

第6章 ARINT-629數(shù)據(jù)總線及其接口設(shè)計

第7章 軍用機載數(shù)據(jù)總線

第8章 1553B總線控制器件及開發(fā)實例

第9章 光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)

第10章 可變規(guī)?；ソ涌?SCI)

第11章 光纖通道(FC)

第12章 機載數(shù)據(jù)總線的仿真測試

第13章 先進(jìn)機載數(shù)據(jù)總線AFDX

參考文獻(xiàn)