第 5 章 关于现场总线的一些思考

摘要

问: 为何现场总线都是实时的?
问: 为何现场总线协议都只包含了OSI模型的1,2,7三层,而没有全部包含?

问:

为何现场总线都是实时的?

答:

由于工业控制等领域中,系统要去控制这些工作模块,往往都需要精准的时间,所以,现场总线也必须是实时的。

即在既定的时间内,就必须将控制信息等数据传送到对应的被控设备中,以实现对其控制。

如果通过现场总线传输数据的过程中,耗时太长,或者延迟超过特定的限制,那么很可能就会失去对设备的控制,在设备出现异常等情况的时候,也无法及时有效地控制设备做出必要的响应。因此,现场总线,必须是实时的。

问:

为何现场总线协议都只包含了OSI模型的1,2,7三层,而没有全部包含?

答:

首先,对于此问题的解释,如果是问现场总线所实现出来的协议来说的话,那么,由于对应的协议是由对应的现场总线的规范而决定的,所以,此问题的答案很简单,就是现场总线的规范的定义中,表面上看,就只定义了OSI的1,2,7层,所以对应的实现的现场总线的协议,也因此只包含了OSI的1,2,7层。

而如果继续问,为何现场总线规范中,只实现了OSI的1,2,7层,而没有实现所有的层次,那么答案是:

OSI的模型中,分了7层,而现场总线虽然表面上看只实现了1,2,7三层,但是实际上:

现场总线的2,7层=OSI的2,3,4,5,67层,

即功能上,都是已经实现了,只是没有细分出来而已。

为何没有细分出来,主要原因还是在于:

实际的现场总线的应用环境中,不需要这么多层次。将层次简化了,显得结构更加紧凑,可以使得降低各层次之间的通信的开销,以实现更低的通信延迟,更快的速度,更利于实现现场总线的实时特性。

那么再来细看现场总线的这1,2,7三层:

  • 第一层,物理层

    关于物理电路特性,比如电压是3.3V还是5V等,这个,肯定是必须的

  • 第二层,数据链路层

    关于数据是如何组织的,也是需要说明清楚的

  • 第七层,应用层

    表明了具体的应用

此三层,算得上是最精简的了,也很难再简化了。