前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的數據通信的定義主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：數據通信的定義范文

關鍵詞：USBTMC協議;SlaveFIFO;VISA;USB接口;測量儀器

引言

USB接口數據通信模塊是基于USB接口程控的測量診斷類儀器的重要組成部分，須滿足高速度、大數據量、高頻率的數據傳輸。為了方便與其他儀器組系統時數據通信使用統一的接口，必須實現對VISA庫的支持。為實現上述要求，USB數據通信方式采用了塊傳輸和控制傳輸結合的模式，并實現了通用串行總線測試測量類協議（USBTMC）及其子協議（USBTMC-USB488），具有較高的實用性和通用性。

1USB接口數據通信過程

1.1SlaveFIFO模式的數據通信本文描述的某港機設備故障診斷儀器采用高性能低功耗的DSP芯片TMS320C6747作為主控芯片，采用小體積封裝的Cypress公司CY7C68014A為USB控制芯片。考慮到對數據實時性要求以及程序升級等因素，USB功率探頭采用了USB控制芯片內置CPU利用率很高的傳輸模式：SlaveFIFO。該模式使外部主機和DSP處理器讀寫端點FIFO緩沖區，不需要USB控制芯片內部的CPU干預，提高了數據傳輸效率。CY7C68014A通過CPLD與DSP的連接框圖，如圖1所示。本設計配置兩個端點：端點2為OUT端點，用于接收主機發給DSP的命令數據；端點6為IN端點，用于接收DSP發給主機的測量和配置參數數據。FLAGA-FLAGD引腳用于標記FIFO的狀態，本設計將FLAGA引腳配置為端點2的空標志，FLAGB引腳端點6的滿標志。這些配置在USB控制芯片的固件程序中完成[1]。1.2USB通用協議分析USB通用協議定義了USB總線體系結構、USB數據流模型、USB總線機械特性、電器特性、協議定義、USB設備架構、編程接口以及其他設計所需要的特性。一個完整的USB系統分為主機、USB設備和主機與設備的連接3部分[2]。在本文中主機是連接港機設備故障診斷儀器的筆記本電腦，其主要作用是檢測USB設備的插入拔出，管理數據流，對設備進行必要的控制，查詢設備狀態信息和對USB設備供電等。下述為一個USB系統完整的系統結構，如圖2所示。

2USBTMC協議

USB通用協議格式可以實現通用基本的USB數據通信，但使用通用的協議需要用戶安裝自定義的設備驅動，不能與其他儀器測量設備方便地兼容。本設計采用的是專門針對測試測量儀器儀表的一類USB協議：USBTMC（USBTestandMeasurementClass）協議。一個完整的USB傳輸事務中，USBTMC協議的令牌階段和握手階段數據格式符合USB通用協議規范，但在數據階段的數據包中增加了數據頭。在BULK-OUT端點傳輸數據時，數據前要增加12位數據頭[3]，如表1所示。不同的MsgID值有不同的命令消息細節格式，BULK-OUT端點數據均為下行數據，即主機向USB控制器發送的數據，在USB功率探頭系統中，多為主機向功率探頭發送的程控命令數據。BULK-IN端點的數據格式與BULK-OUT端點類似，只是具體的數據位定義不同，在此不再累述。

3USB功率探頭數據通信的實現

3.1固件程序USB固件程序存在于USB控制芯片的EEPROM中，它控制著USB通信的整個過程。在固件程序中通過設置芯片各個寄存器的值來配置芯片引腳、時鐘、工作模式等。USB控制芯片的啟動采用“重列舉”的軟配置模式，其列舉過程如下：（1）調用用戶初始設置函數TD_Init()，設置USB接口為未配置狀態，使能中斷。（2）在一段時間間隔內，若未收到SETUP令牌包，開始重新枚舉設備。（3）一旦檢測到SETUP令牌包，固件架構啟動工作分配器，這個工作分配器按順序重復執行如下工作：首先調用用戶函數TD_Poll()，判斷設備控制傳輸請求是否為未定的，如果不是，解析命令請求，加以響應。然后判斷USB內核報告了USB中止事件，若確定中止調用用戶函數TD_Suspend()。若返回成功，則測試回復事件，反之，將微處理器放入中止模式，當檢測到回復事件時，調用TD_Resume()[4,5]。在固件程序中，定義了USB設備各種描述符來對USB設備進行配置。設備描述符定義了設備總體信息，其中的PID、VID的定義即為“重列舉”過程中第二次列舉到的信息。接口描述符定義了設備各個接口的特點，包括端點數量，使用的設備類和子類等，本設計中只定義了一個接口，3個端點，端點2為OUT端點，端點6為IN端點，端點1為中斷IN端點。并且定義了接口使用設備類為USBTMC（代碼0xFE）。3.2DSP端的實現DSP端完成了設備運行數據采集、運算等所有數據操作，設置單獨的線程查詢主機的程控命令。當主機有數據發送，DSP檢測到FLAGA標志的置位，接收主機發送來的命令數據。當解析執行完命令，接收到返回數據命令之后，按USBTMC命令的BULK-IN數據頭格式加載數據頭，然后通過端點6發送給主機端。3.3主機端的數據發送若主機端采用Windows系列操作系統，且安裝了支持USBTMC類設備的VISA庫，插入USB診斷測量設備之后，系統將自動識別。用戶只需要調用VISA提供的接口函數就可以對USB功率探頭進行相關操作，這樣，不同的硬件接口可以使用統一API函數調用。主機端應用程序調用VISA庫控制儀器的基本流程如下：通過viFindRsrc()函數查詢插在USB接口上的USBTMC設備。通過viOpen()函數打開USB功率探頭。通過viWrite()函數、viRead()函數、viQueryf()函數進行程控命令發送、讀取等操作。通過viClose()函數關閉設備。3.4實現效果與驗證主機端安裝了支持USBTMC的VISA庫，系統自動將插入的USB診斷測量設備識別為USBTest&MeasurementClass設備，如圖3所示。經測試，使用SlaveFIFO傳輸模式使得USB設備單次讀數時間小于4ms，達到250讀數/s的傳輸速率，完全滿足了設備故障診斷儀器要求。

4總結

第2篇：數據通信的定義范文

關鍵詞：單片機；PC機；串行通信；工程實踐

就當前工程應用的實際情況來看，串行數據通信在其中發揮著重要的作用，以51系列單片機為例，在串行數據通信工程中，該設備的合理應用，使得單片機與計算機或其他串行設備之間的有序連接更為便捷高效，通過異步通信口的設置，保證串行數據通信各項工作的順利開展。而Mscomm控件作為串口操作的主要控件，在工程實踐圖形化接口中發揮著重要的作用，能夠保證單片機與計算機串行數據通信的順利實現。本文就單片機與PC機串行數據通信的工程實踐進行簡要分析，以促進串行數據通信的順利高效實現。

1 系統結構

1.1 RS232接口方式

在串行數據通信工程實踐中，直接RS232接口方式在，在單片機系統板上對電平轉換電路進行合理設置，在普通串行電纜與PC機串行口有序連接的基礎上，便能夠實現串行數據通信。在這一過程中，電平轉換芯片的規格為MAX232或MAX202。相關工程實踐表明，RS232直接接口方式在串行數據通信工程中能夠促進多機系統的順利實現，如圖1所示，其在傳輸距離上存在一定局限性，因此在單片機與PC機串行數據通信工程實踐中的應用相對較少。

1.2 RS485接口方式

RS485接口方式在串行數據通信工程實踐中主要是以雙絞線實現通訊連接，促進TTL-RS485與RS485-RS232之間的電平轉換，在低波特率條件下，其實際通信距離可以達到千米以上，特殊情況下會受到現場環境的影響。在串行數據通信工程中，MAX1483以及MAX485電平轉換器具有良好的應用效果。RS485-RS232轉換器屬于成品轉換器，型號多樣且性能不同，在不同的串行數據通信應用條件下，應當結合實際需求以及電平轉換器的實際驅動能力對其進行合理選取。RS485通信接口方式如圖2所示，在構建RS485分布式測控系統的過程中，為保證單片機與PC機串行數據通信的有效性，在工程實踐中應當充分考慮系統總線的負載能力，以保證所購買轉換器的合理性。為保證分布式測控系統構建的可靠性，應當充分做好總線阻抗匹配工作，對終端電阻進行合理加接，并在布線過程中調整好通信子機與通信總線之間的距離，最大程度上避免子機練級過長而導致數據波形變化或誤碼率升高而影響通信工作的正常進行，切實促進工程實踐中各類問題的妥善解決。

1.3 Modem接口方式

使用Modem傳輸數據是解決工程上遠程通信難題的最好方法之一。使用Modem的單片機系統接入公用電話網或小型交換機能滿足工程中所需遠程數據通信的要求。單片Modem和通用型Modem都可以很方便地和單片機接口。單片機與單片Modem連接不需要進行電平轉換。在使用通用型Modem時則需要進行電平轉換（RS232電平）。計算機和Modem連接只要采用專用的Modem串口電纜連接即可。計算機或單片機可通過AT指令對Modem進行配置和設定。Modem通信接口方式如圖3所示。

2 硬件電路實現

2.1 RS232通信方式

MAX232基礎上的TTL-TS232電平轉換電路如圖4所示，其中MAX232為雙足電平轉換器，其在RS232通信中具有良好的應用價值，尤其是在搶答器的設計中能夠對該電路進行合理應用，切實保證搶答器的主控復位指令以及正確強大傳送等功能的順利實現，從而真正促進單片機與PC機串行數據通信工程實踐的有序進行，全面提高串行數據通信質量。

2.2 RS485通信方式

在單片機與PC機串行數據通信過程中，可以通過多機通信方式或非多機通信方式實現串行數據通信，就多級通信方式的實際應用情況來看，其能夠對數據幀和地址幀進行有序區分，促進信息的有序傳遞。在不采用多機方式的條件下，可以利用多字節數據包方式對信息進行傳遞，應當注意的是要對數據包的格式進行預先定義，并對通信協議進行合理約定，從而保證數據通信效率。

2.3 Modem通信方式

Modem通信接收和發送只比RS232、RS485多了幾根聯絡線。實際上在建立數據通信后就可以同一般的串口通信操作進行接收和發送數據，但必須使請求發送.電平有效。通用3456的信號和計算機連接要一一對應，不能錯接。更簡單的Modem接口可以不使用聯絡線，即將DTR接+5V，軟件上設置忽略各信號。

3 軟件實現

在軟件設計過程中，不同通信方式下的下位機軟件設計具有高度一致性，其中比較特殊的是Modem通信方式中需要進行初始化設計。在串口中斷接收程序中，在明確接收緩沖區首址的基礎上，掌握好具體晶振和接受字節計數，其中斷接收程序流程框圖如圖5所示。通過研究分析可知，在多機通信條件下，在接收過程中應當率先對地址與PC機的相符性進行準確判斷，若存在不符情況，應當實現簡單接收計數，以合理節約不相關的處理時間。

在此基礎上，應當掌握好Modem的操作時序，以切實提高Modem撥號程序設計的合理性。就其操作時序來看，應當充分做好配置和撥號工作，待CD指示燈亮起，表示Modem握手完畢，方可對數據信息進行發送和接收。相關串行數據通信工程實踐表明，一般的Modem都支持標準AT命令集，以保證串行數據通信的順利實現。串口通信測試程序能夠直接對RS232、RS485和Modem通信進行準確測試。

結束語

單片機與PC機串行數據通信工程實踐表明，當數據量適宜且傳輸速率要求不高的條件下，單片機與PC機之間能夠通過RS232、RS485以及Modem作為基本通信方式來實現不同通信距離條件下的串行數據傳輸，最大程度上滿足串行數據通信的應用需要，提高信息傳輸的精準性和可靠性。

參考文獻

[1]王靜.基于單片機的數據串口通信[D].長江大學，2013.

第3篇：數據通信的定義范文

【關鍵詞】數據通信 結構分析 發展探討

近年來， 數據通信技術在我國各行各業中的應用逐漸擴大， 數據通信是通信技術和計算機技術相結合而產生的一種新的通信方式。新時期的歷史生產管理形式已經逐漸向著自動化、數字化、信息化和智能化的方向發展。因此，可以預測，數據通信技術的發展前景非常廣闊。

1、數據通信的構成環節及其交換形式的分析

為了促進數據通信工程的穩定發展，我們首先要進行其構成原理的分析，促進其數據終端的有效分類，實現對其非分組型終端及其分組型終端的有效應用，確保整體運作環節的優化，確保工程的綜合效益的提升。

在此過程中，我們要進行分組型終端系統的健全，實現對其計算機環節、相關用戶分組交換機、用戶分組裝拆設備環節的有效應用，確保其各個環節的終端設備的有效應用。為了滿足數據通信工程的綜合效益的提升，我們也要進行非分組型終端系統的應用，確保其個人計算機終端環節及其其他專用終端環節的優化，促進其數據通信模式的深化，確保其電路交換環節及其相關信息傳輸環節的優化，確保其相關信息的共享。

為了滿足實際工作的需要，我們也要進行其報文交換環節的優化，確保相關交換機的存儲器的有效應用，確保其相關電路環節的優化，確保其交換機環節及其終端環節的有效應用，確保其方式環節的優化，確保其電路的利用效率及其中繼線利用效率的提升，確保其分組交換環節及其相關環節的優化，確保其網內傳輸系統的健全。

在實際工作中，我們要進行其報文交換形式的應用環節分析，確保其對相關數據通信模式的深化應用，確保其分組交換環節等的發展。

該模式自身的優點是非常多的，具備一系列的電路交換的優勢，及其報文交換模式的優勢，滿足了實際工作的需要。它適用于對話式的計算機通信，如數據庫檢索、圖文信息存取、電子郵件傳遞和計算機間通信等各方面，傳輸質量高、成本較低，并可在不同速 率終端間通信。其缺點是不適宜于實時性要求高、信息量很大的業務使用。

2、數據通信分類環節的分析

為了滿足數據通信工程的發展需要，我們要進行其相關種類的分析，促進其有線數據通信環節的優化，確保其相關光纖及其數字微波的有效應用，確保其相關數字數據傳輸網絡的健全，確保其DDN 系統的健全，通過對其光纖通信技術、數據通信技術及其數字交叉連接技術的有效應用，確保其數字通信網絡的健全，我們也要進行其分組交換網系統的健全。又稱為X.25 網，將用戶送來的報文分成具用一定長度的數據段，并在每個數據段上加上控制信息，構成一個帶有地址的分組合群體，在網上傳輸。幀中繼網是從分組交換技術發展起來的。幀中繼技術是把不同長度的用戶數據組均包封在較大的幀中繼幀內，加上尋址和控制信息后在網上傳輸。

數據通信工程的穩定發展，離不開對其統計復用技術環節的優化，這一模式實現了對網絡資源的有效應用，確保其相關信息流的共享，確保其網絡資源的利用效率的提升。在此過程中，通過對其虛電路技術的有效應用，滿足用戶的數據信息工作的穩定發展，促進其相關環節的帶寬的有效分配，促進其分組動態分配性的提升，實現對一系列的突發性業務的質量效率的提升，確保其交換功能的提升，滿足了實際工作的需要。幀中繼通常的幀長度比分組交換長，達到1024-4096 字節/ 幀，因而其吞吐量非常高，其所提供的速率為2048Mbit/s。幀中繼沒有采用存儲_ 轉發功能，因而具有與快速分組交換相同的一些優點。其時延小于15ms。無線數據通信也稱移動數據通信，它是在有線數據通信的基礎上發展起來的。有線數據通信依賴于有線傳輸，因此只適合于固定終端與計算機或計算機之間的通信。

3、數據通信網絡及其相關環節的分析

3.1 數據通信工程的穩定發展，離不開對其計算機網絡系統的優化。

通過對其光纜環節、及其計算機環節等的應用，確保其計算機通信網絡的健全，確保其網絡資源的有效共享，實現對打印機、相關程序的有效共享，通過對其局域網的應用，確保其工作環節的優化。如財務部門使用局域網來管理財務帳目，勞動人事部門使用局域網來管理人事檔案、各種人才信息，公安刑偵部門使用局域網來管理犯罪信息系統、交警部門使用局域網來管理機動車輛、駕駛員信息等等。

網絡協議的定義并不復雜，它是計算機之間進行網絡對話的語言模式，它的種類是非常多的，其網絡協議數量也是比較的，比如其面向比特的協議等但最常用的是TCP/IP協議。它適用于由許多LAN 組成的大型網絡和不需要路由選擇的小型網絡。TCP/IP 協議的特點是具有開放體系結構，并且非常容易管理。

3.2 我們也要進行數字數據電路應用范圍的分析，其包括一系列的各種專用網、公用數據交換網及其可視圖文系統等，這一系列的環節。

這一系列模式的應用，滿足了其數據信道環節的運行的需要，滿足了其相關網絡系統的健全，滿足了實際數據通信工作的發展需要。利用DDN 實現大用戶局域網聯網；如我區各專業銀行、教育、科研以及自治區公安廳與城市公安局的局域網互聯等。提供租用線，讓大用戶自己組建專用數字數據傳輸網；使用DDN 作為集中操作維護的傳輸手段。

為了滿足數據信息工作的發展需要，我們要進行其分組交換網絡的有效應用，確保其相關電路業務環節的優化，確保其相關通信平臺的有效應用，確保其相關增值數據業務的穩定運行。確保其電子信箱系統的健全，滿足實際工作的需要。在分組交換網平臺上用戶把需發送的信息以規定的格式送入電子信箱的存儲空間，由電子信箱系統處理和傳輸后，送到接收用戶的電子信箱并通知收信人。電子數據交換是計算機、通信和現代管理技術相結合的產物，又被稱為“無紙貿易”。

4、數據通信的發展前景

數據通信技術在我國中的應用前景非常廣闊， 應用范圍也將逐漸擴大。現階段，數據通信已成為當今通信發展的一種主導性力量，實現數字化、綜合化以及寬帶化、智能化的連接，各種大量信息源的信息高速公路將是通信網絡發展的重要方向。尤其是隨著數據、圖像、話音等各種類型的數據通信在各個層次以及各個領域中的綜合性利用， 將會是數據通信未來發展的美好前景。展望未來數據通信技術的發展，很多的因素將會使數據業務保持持續的高需求以及高增長。比如，傳統的電信業務向IP 網的轉移方面會實現快速的發展，在其中最為明顯的將是IP 電話，近些年來，IP 電話的使用率在不斷提高，尤其是隨著軟交換等技術的發展， 會進一步加快這種轉移的速度；隨著寬帶接入技術的不斷普及與應用，在家中上班、電子商務以及遠程醫療、教學等將會得到更快的發展，不斷滿足人們的需求。此外，隨著下一代網絡的出現以及發展將會帶動更多的需求， 目前依然處于初始階段的機對機的應用也將會逐漸趨向成熟。

以后網絡通信技術的發展還得看人們的根本需求" 網絡通信技術的發展必將更適宜社會發展的需求，滿足人們的要求，使用更方便，安全性更高"網絡通信技術的發展是一個社會發展的必然產物， 任何事物都不能阻礙其發展的步伐"當然，作為網絡通信技術面臨很大的挑戰， 需要我們大家不懈的努力，以實現他的發展目標"

參考文獻

[1]馮景瑜，盧光躍，包志強.認知無線電安全研究綜述[J].西安郵電學院學報，2012（02）

第4篇：數據通信的定義范文

[關鍵詞]數據通信 DDN網絡 ATM網絡 IP網絡 IP承載網

一、數據通信的概念、組成和原理

數據通信(data communication)是指兩臺設備之間通過某種形式的傳輸介質進行的數據交換。這些通信設備必然成為由軟件與硬件組成的通信系統的一部分。一個通信系統要達到的最基本目的是完成雙方的數據交換。

數據電路由傳輸信道和數據電路終端設備(DCE)組成,如果傳輸信道為模擬信道,DCE通常就是調制解調器(MODEM),作用是進行模擬信號和數字信號的轉換;如果傳輸信道為數字信道,DCE的作用是實現信號碼性與電平的轉換,以及新路接續控制等。傳輸信道除有模擬和數字的區分外,還有有線信道與無線信道、專用信道與交換網路之分。中央處理器用來處理由數據終端設備輸入的數據。數據通信的交換方式一共有三種分別為電路交互、報文交換和分組交換。

二、數字數據網(DDN)

吉林省的DDN網絡節點設備采用新橋設備作為中心節點,為用戶提供有9600kbit/s和N*64kbit/s速率的接入帶寬。

我省DDN目前結構可分為三層。第一層為省網核心層,由各地市省網DDN節點組成,該層負責全省跨地市DDN電路的轉接和為其他數據專業網絡提供中繼承載體;第二層為網絡接入層,由市網DDN核心節點組成,該層各節點負責本地區用戶的電路連接或轉接,同時該層各節點還負責匯接各市內分局、縣局DDN節點的業務數據;長春和吉林兩市的市網DDN采用的市NEWBRIDGE新橋設備。第三層為本地區用戶接入層,由小型DDN節點和DDN接入設備組成,該層負責本地用戶接入.

在本地用戶接入設備中,采用的支路板分別有2B1Q、DNIC、RS232、V.35、E1等。由于DDN設備投入的時間比較早,所以大多數的接入段采用模擬線接入方式,用戶端采用調制解調器(MODEM)設備,根據用戶的不同需求,分別提供V.24和V.35接口的調制解調器。RS232板卡及V.35板卡接入方式就更加多樣化,可以采用modem方式接入或者光端機加協議轉換器方式。

三、ATM網

ATM的英文全稱為“asynchronous transfer mode”,中文名為“異步傳輸模式”, ATM主要具有以下優點:

(1)ATM使用相同的數據單元,可實現廣域網和局域網的無縫連接。

(2)ATM支持VLAN(虛擬局域網)功能,可以對網絡進行靈活的管理和配置。

(3)ATM具有不同的速率,分別為25、51、155、622Mbps,從而為不同的應用提供不同的速率。

四、IP城域網

Internet通過TCP/IP協議把許多不同的物理網絡互聯起來,向用戶提供統一的服務,其基本思想是通過提供通用網絡服務,使低層網絡細節向用戶及應用程序開放,從而建立一個統一的、協作的、提供通信服務的通信系統。采用的方法是在底層網絡技術和高層用戶之間增加TCP/IP協議,TCP/IP協議為連接跨越不同網絡和不同的硬件平臺的互連網絡提供信息,向用戶提供通用服務。

長春市的IP網絡緊跟世界科學技術的發展,現有的IP網絡有163IP網、IP城域網、Iptv網等。在企事業及政府工作中普通的ADSL寬帶互聯網的性能及穩定性能已經不能滿足用戶對網絡帶寬及QOS的要求;光纖互聯網不存在ADSL的非對稱現在規則,其上傳及下載的帶寬都是同樣的速率,其特性正符合大中型企業及政府的需要。

長春市IP163網全網分為核心層、匯聚層、接入層。核心層由兩臺路由器組成,匯聚層由21臺BRAS(272#ERX現作為備件,全網承載數據20臺),10臺交換機和5臺路由器組成,接入層由54臺交換機和1062臺AD節點組成。長春市163網在青島路節點和寬平節點安放華為NE5000E核心路由器組成雙星型網絡,骨干節點采用華為8016骨干路由交換機、華為8508骨干路由交換機以及中興T160G骨干路由交換機,在這幾種交換機上設置千兆光口板、百兆光口板以及百兆電口板,其中千兆光口板用作路由器之間的中繼端口;現在大多數企業及和政府機關的外網連接都已經實現了光纖互聯網,早些年倡導的光纖到桌面已經不只是一句口號而是一步步實現。百兆電口主要作為ADSL節點和認證服務器的上聯端口用,長春市BRAS接入服務器設備采用華為ME60接入服務器、華為5200G接入服務器以及愛立信SE-800接入服務器。全網出口總帶寬為100G。在1062臺AD設備中, 1000M中繼帶寬節點有425個,100M中繼帶寬節點495個,200M中繼帶寬節點142個。

五、IP承載網(NGN)

IP承載網是各運營商以IP技術構建的一張專網,用于承載對傳輸質量要求較高的業務(如軟交換、視訊、重點客戶VPN等)。IP承載網一般采用雙平面、雙星雙歸屬的高可靠性設計,精心設計各種情況下的流量切換模型,采用MPLS TE、FRR、BFD等技術,快速檢測網絡斷點,縮短故障設備/鏈路倒換時間。網絡設計要求其承載的業務輕載,并部署二層/三層QOS,保障所承載業務的質量。通過采取以上措施,使IP承載網既具備IP網絡的低成本、擴展性好、承載業務靈活等特點,同時具備傳輸系統的高可靠性和安全性。

長春通信NGN承載網項目是為了滿足長春2006年軟交換建設對承載網絡的需求,并把該網絡建設成依仗具有較高Qos、可靠性和可維護、可管理的電信級IP承載網。

整個網絡采用雙星型網絡結構,在二樞紐和青島路分別部署兩臺P設備,。在匯聚節點設置八臺NE40E作為PE設備接入核心的軟交設備Soft3000、UMG8900,這八臺NE40E分別雙上行到兩臺P設備上,同時網絡在接入層放置了14臺NE40作為CE連接AG設備(UA5000)。

整個網絡采用MPLS-VPN方案,將信令和媒體分別通過兩個VPN來承載,確保兩個業務系統的安全。

在整個網絡中端到端的在PE之間部署BFD,,保證鏈路的中斷能夠被快速感知,和VPN FRR,保證流量通道的快速切換。

在各個PE節點間部署VPN FRR,通過VPN FRR和BFD的聯動保證在鏈路發生中斷后,VPN隧道能快速切換。

在整個網路上通過differ-serv方式來進行Qos保證,將媒體流定義為EF流,將信令流定義為AF2流,在各個設備上通過WFQ方式對各種數據流進行帶寬保證。

參考文獻:

第5篇：數據通信的定義范文

【關鍵詞】現場總線；LonWorks；WorldFIP；以太網

前言

現場總線的發展與應用對全面實現設備自動化起到巨大的推動作用，實現了變電站內數據的采集、處理和共享。隨著變電站規模越來越大，現場總線傳輸速率低、成本高等局限性逐漸顯現出來，而以太網的出現解決了這些方面的困擾，以太網的可靠性高， 靈活性好， 傳輸速率高等特點， 使其成為綜合自動化變電站廣泛應用的通信方式。

1 現場總線和以太網的定義與應用

1.1 現場總線的定義

現場總線是指安裝在制造或過程區域的現場裝置與控制室內的自動裝置之間的數字式、串行、多點通信的數據總線。它是一種工業數據總線，是自動化領域中底層數據通信網絡。

1.2 以太網的定義

以太網指的是由Xerox公司創建并由Xerox、Intel和DEC公司聯合開發的基帶局域網規范，是當今現有局域網采用的最通用的通信協議標準。以太網絡使用CSMA/CD（載波監聽多路訪問及沖突檢測）技術，并以10M/S的速率運行在多種類型的電纜上。

1.3 在揭陽市變電站綜自系統中三種網絡方式的應用情況

現階段，在揭陽市變電站中， 網絡通信方式主要有3種：（1）北京四方、許繼等生產商的LonWorks 總線；（2）南瑞繼保公司采用的WorldFIP 總線；（3）以太網。揭陽市64座綜合自動化變電站中，用LonWorks 總線作為數據通信介質的變電站有7座；用WorldFIP作為數據通信介質的變電站有16座；用以太網作為數據通信介質的變電站有43座。

2.現場總線

國內不同的自動化廠站現場總線由于總線類型、具體協議各不相同， 總線的選擇也無統一標準。下面對揭陽市變電站現用的兩種類型的總線作出詳細介紹。

2.1 LonWorks總線

LonWorks是美國Echelon公司于1991 年推出的一種現場總線。LonWorks的核心是Neuron神經元處理芯片和Lon Talk通信協議。

Neuron芯片是LonWorks的核心， 其顯著特點是既能管理通信， 又具有I/O 的控制功能， 芯片內部有3個8位處微理器。包括媒體訪問控制處理器、網絡處理器和應用處理器， 其中第一個媒體訪問控制處理器實現Lon Talk協議的第1層和第2層，第二個網絡處理器實現Lon Talk協議的第3層和第6層， 第三個應用處理器實現Lon Talk協議的第7層執行用戶編寫的代碼及用戶代碼所調用的操作系統服務。

Lon Talk協議是LonWorks技術的網絡通信協議，它遵循由國際標準化組織（ISO）定議的開放系統互連（OSI）參考模型。它提供OSI參考模型所定義的全部七層服務，是支持LonWorks節點間可靠能信和有效使用通信介質的各種服務的集合。Neuron芯片的三個處理器分別承擔OSI七層協議的服務功能，下表中列出了七層協議相關內容。

2.2 WorldFIP總線

WorldFIP現場總線定義了物理層、數據鏈路層和應用層3層通信協議。物理層有專用線路驅動芯片管理介質冗余。在一條通道出現故障的情況下， 另一條能自動切入。物理層具有信號檢錯并通知網絡管理以及雜音偵聽并中斷鏈路層服務的機制。這為總線的熱備份、冗余提供了方便， 提高了總線的安全性。鏈路層提供兩種類型的傳輸服務：變量交換和消息傳遞。變量是指周期性數據， 而消息是指非周期性數據。連接到WorldFIP總線上的設備， 執行兩種功能：（1）總線仲裁器。管理對傳輸介質的訪問。它只調度通信， 不調度進程；（2）產生者、使用者功能。向總線/從總線接收信息。應用層為數據訪問和進程間同步提供服務， 這些服務包括： 本地讀寫、遠程讀寫、刷新服務、指示服務和數據有效性驗證。

3 以太網

目前，以太網通信網絡已經成為變電站綜自系統的主流，以太網以其通信速率高、設備標準化程度高、功能強大等優點在變電站自動化系統中得到越來越多的應用。以太網中重要的通訊設備是“網卡”， 采用TCP/IP協議，每一個通訊單元均要有唯一的IP地址。

網卡是工作在鏈路層的網絡組件，是局域網中連接計算機和傳輸介質的接口，不僅能實現與局域網傳輸介質之間的物理連接和電信號匹配，還涉及幀的發送與接收、幀的封裝與拆封、介質訪問控制、數據的編碼與解碼以及數據緩存的功能等。

TCP/IP 協議，又名網絡通訊協議，由網絡層的IP協議和傳輸層的TCP協議組成。協議采用了4層的層級結構，分別是網絡接口層、網絡層、傳輸層、應用層。每一層都呼叫它的下一層所提供的協議來完成自己的需求。通俗而言：TCP負責發現傳輸的問題，一有問題就發出信號，要求重新傳輸，直到所有數據安全正確地傳輸到目的地。而IP是給因特網的每一網設備規定一個地址，IP數據包中含有發送它的主機的地址（源地址）和接收它的主機的地址（目的地址）。

揭陽市220kV鐵山變電站綜自系統主要由WorldFIP現場總線和以太網相結合而成，設備生產商是南京南瑞繼保公司，網絡結構圖：

4 結束語

在變電站自動化系統中， 現場總線作為站控層和間隔層之間的通信網絡，改變了以往站內通信實時性差、自我封閉等缺點，而將以太網應用到綜自系統中，更是突破了LonWork和WorldFIP總線的局限性，適應了高壓大型變電站自動化系統的要求。本文對LonWorks，WorldFIP及以太網的主要組成元件，通信協議進行詳細的說明，并結合鐵山變電站的實際情況，畫出其網絡結構圖。

現場總線類型多，這里只介紹揭陽市變電站中現用的兩種現場總線和以太網的應用，本文有很多不完善的地方，還有待對課題進一步的深入研究。

5 致謝

本論文的編寫已經結束，我在此要感謝所有支持和幫助過我的同事，感謝他們為本文提出了寶貴的意見！

6 參考文獻

第6篇：數據通信的定義范文

關鍵詞：地鐵供電；SCADA系統；調試；

中圖分類號：U231+.2 文獻標識碼： A

一、 SCADA系統概述

1 、SCADA系統的特征

1.1 實時性

SCADA系統的實時性與多任務性是其重要特征之一，當然根據行業的不同，SCADA系統對實時性與多任務性的要求也不一樣，如在地鐵電力等領域對實時性要求很高，而供水供氣等行業對實時性要求較低。

1.2 開放性

SCADA系統大多遵循國際標準或行業標準，滿足開放性的要求。系統的軟件多采用全開放式的體系結構，系統具有良好的擴展能力，也有利于更好地與其它相關系統的連接與廣泛集成。

2、 SCADA 系統的相關技術分析

2.1 數據通信和網絡技術

SCADA 系統通常會包含以下幾種類型的數據通信：現場測控儀表、執行機構與各下位機智能節點之間的通信；下位機系統與 SCADA 系統服務器之間的通信；監控中心不同功能計算機之間的通信和監控中心網絡服務器與遠程客戶端之間的通信。由于SCADA 系統中的各種智能化、數字化設備越來越多，分布范圍越來越廣，功能越來越強，所需要的數據通信能力和網絡技術要求也越來越高。因此，數據通信和網絡技術在SCADA 系統中的作用越來越重要。

2.1.1 數據通信技術

數據通信技術從本質上來說是一種信息傳遞技術，其現代概念可定義為：利用光、電技術手段，借助光波或電磁波，實現從一地向另一地迅速而準確的信息傳遞和交換。數據通信系統是指以計算機為中心，通過數據傳輸信道將分布在各處的數據終端設備連接起來，以實現數據通信為目的的系統。它一般由數據信息的發送設備、接收設備、傳輸介質、傳輸報文、通信協議等組成。數據傳輸信號分為模擬信號和數字信號。數據的傳輸模式按數據代碼的傳輸順序可分為：并行傳輸和串行傳輸；按數據傳輸的同步方式可分為：同步傳輸和異步傳輸；根據數據的傳輸方向與時間的關系可分為：單工傳輸、半雙工傳輸和全雙工傳輸；按數據信號特點可分為：基帶傳輸、頻帶傳輸和數字數據傳輸。

2.1.2 網絡技術

基于 PC 遠程監控的 SCADA 技術的實現離不開現代通信網絡技術的產生與發展。現代通信網絡是由現代通信網元組成的集合體，用以支持實現組織內外部的語音、數據、多媒體形式的通信要求。

通信網絡的基本構成要素是終端設備、傳輸鏈路、交換設備和接入設備。除了這些硬件設備外，為了保證網絡能正確、穩定、可靠、合理的運行，使用戶間可以快速建立連接并有效交換信息，達到通信質量一致、運轉可靠性和信息透明性等要求，還必須有網絡運行管理的軟件，如標準、信令、協議等。現代通信網絡的分類標準多樣：可以按傳輸介質分為導線、電纜、光纜通信網和微波、短波、移動、衛星通信網等；按技術分為 PDH 通信系統、SDH 通信系統、DWDM 通信系統、CDMA移動通信網、ATM 網絡、幀中繼（FR）網等；按業務類型可分為電報網、電話網、廣播電視網、數據網、計算機通信網、多媒體通信網和綜合業務數字網等；按地域可分為本地通信網、長途通信網和國際通信網或局域網（LAN）、城域網（MAN）和廣域網（WAN）等；按照網絡屬性可分為公用網和專用網。

2.2 I/O 接口和數據采集

I/O 接口技術是伴隨著計算機技術產生的，它是連接 CPU 與其設備并進行數據交換的信息通道。在 SCADA 系統中，I/O 接口技術被廣泛采用在系統上、下位機與現場設備信息通信中。通常 I/O 通道除了有模數（A/D）、數模（D/A）、數字輸入（DI）、數字輸出（DO）等設備外，還包括一些輔助部件，如多路轉換開關、放大器、采樣保持器等。這些輔助設備既可以部分地與 I/O 設備做在一起構成相對獨立的數據采集設備，也可以做成獨立的卡件（如端子板形式），再將這些卡件通過電纜與 I/O 設備連接，構成輸入/輸出通道。I/O 接口主要實現了數據緩沖、信號轉換、驅動功能、中斷管理和隔離功能。

2.3自動控制技術

自動控制就是利用各類自動控制裝置和儀表（包括工業控制計算機）代替人的操作，使生產過程或機器設備自動地按照預定的規律運行，或使它的某些參數（如溫度、壓力、流量、成分、電流、電壓、轉速等）按預定要求變化或在一定的精度范圍內保持恒定。 反饋是通過檢測裝置將系統的輸出返回到系統的輸入端，與設定值進行比較，產生偏差信號作為控制器的輸入量。自動控制和反饋是自動控制系統中的兩個重要概念。控制系統可分為開環控制系統、閉環控制系統、定值控制系統、隨動控制系統、程序控制系統、連續控制系統、離散控制系統、線性控制系統和非線性控制系統等。

2.4 軟件系統架構

傳統的軟件系統架構有 C/S、B/S 模式等。隨著 2000 年后軟件架構進入應用普及階段，商業化的架構風格迅速出現并普及開來。市場上具有代表性的技術風格有：N 層的客戶端/服務器架構風格、面向服務的架構風格（SOA）等。

（1）N 層的客戶端/服務器架構N 層的客戶端/服務器架構模式是為了區別傳統的二層和三層 C/S 模式的一種更加靈活的層次式架構風格。分層設計是一種最常見的架構設計方法，它能夠有效地使設計簡化，使設計的系統機構清晰，便于提高復用能力和產品維護能力。

（2）面向服務的架構風格（SOA）

面向服務的體系架構將應用程序的不同功能單元（稱為服務）通過這些服務之間定義良好的接口和契約聯系起來。接口是采用中立的方式進行定義的，它應該獨立于實現服務的硬件平臺、操作系統和編程語言。這使得構件在各種這樣的系統中的服務可以以一種統一和通用的方式進行交互。

二、SCADA 系統的系統調試

1、 SCADA 系統調試的難點和必要性

SCADA 系統是一個龐大復雜的分布式測控系統，SCADA 系統調試工作是

聯系設備建設和系統運營的紐帶，是完善系統功能使其適合運營需要的必要步驟，目前，系統監控點數均已達幾十萬點，為完成系統監控功能，必須對所有接入點進行 100%測試；系統接口眾多，包含集成的子系統和互聯系統，工程協調難度大；系統調試工作量大，系統調試工作往往得根據現場施工安裝進度的變化而更改計劃，且經常會因為子系統不具備測試條件或測試一次不能通過而增加系統調試的時間；系統調試周期長，從子系統單機調試到系統最終驗收測試；系統性能要求高，增加了系統調試的要求。但是，為滿足 SCADA 系統的監控功能能夠按期實現，必須編制系統高效的系統調試計劃，并按計劃執行；并且，為縮短系統工程驗收時間，常常是將系統調試測試報告作為系統驗收測試的參考。

2、 SCADA 系統調試的內容

系統調試分為單機調試、集成子系統調試和綜合聯調三個階段。其中，單機調試的目的是為了檢驗設備安裝到現場后是否正常，設備配置是否正確；集成子系統調試是為了檢驗 SCADA 系統與各子系統是否連通，是否具備各子系統的基本功能；綜合聯調是為了檢驗 SCADA 系統與互聯系統是否連通，是否具備基本功能和聯動功能。單機調試的內容包括：上電后各設備、模塊工作指示燈狀態應正常；設備的硬件配置、軟件配置、網絡地址配置、預置參數應符合設計要求。集成子系統調試的內容包括：SCADA 系統的網絡調試；集成子系統與現場監控對象的接口調試；集成子系統現場級監控設備的功能測試；集成子系統與 SCADA 系統軟件平臺的接口調試；SCADA 系統的集成子系統的專業功能測試；冗余設備無擾動自動切換測試。其中，內外部接口測試應符合接口測試規范；點對點、端到端測試應按 100%且同時進行；集成子系統專業功能應符合設計要求。

參考文獻：

[1] 王開滿,張慎明,江平·軌道交通自動化監控系統的特點及其發展趨勢[ J]·城市軌道交通研究·2006(02)·

第7篇：數據通信的定義范文

［關鍵詞］航空；電信網；應用

1ATN背景

近年來,空中交通流量的飛速增長給現有通信導航系統帶來了巨大壓力。為了解決這些問題,1991年國際民航組織經過深入的研究,引入通信、導航、監視/空中交通管理(簡稱CNS/ATM)新航行系統概念,以期通過應用數據通信和衛星技術改善現有的空管系統。新一代航空電信網是新航行系統的重要組成部分,是實施CNS/ATM新航行系統的前提。

ATN并非一種全新的底層通信網絡,而是采用基于國際標準的公共接口服務和協議,集成地面、空地和航空電子數據等多種數據子網互聯來實現統一數據傳輸服務,是全球地空一體化的航空專用通信網絡,可提供安全、可靠、高效的航空通信服務。ATN可以提供空中交通服務通信(ATSC)、航空運行控制(AOC)、航空管理通信(AAC)、航空旅客通信(APC)四類服務。目前在國際民航組織的推動下,ATN網絡已經全面進入部署實施階段。

2ATN的應用程序

ATN由若干應用程序和通信服務組成,是一個互聯網的概念,通過盡可能整合并使用現有的通信網絡資源,為航空界(包括空管、航空管理部門、航空運營商、航空器制造企業)提供統一的通信服務,并根據不同組織的要求,提供不同質量的通信服務。ATN提供的應用程序包括地空應用和地地應用。

2.1地空應用

(1)上下文管理(CM)

CM的作用類似于域名解析系統,提供機載系統和地面系統,或兩個地面系統之間交互、更新數據鏈路應用信息,包括應用的名稱、地址、版本號等。

(2)自動相關監視(ADS)

ADS應用自動向用戶提供來自于機載導航定位系統的報告,包括飛機標識、四維坐標和附加數據。ADS系統提供自身位置與其他信息報告,可用于空中交通管理和飛機位置的監控。

(3)管制員與機組人員之間數據鏈通信(CPDLC)

CPDLC應用的主要功能是提供管制員與機組人員之間的信息交換,與管制人員和機組人員的對話通過CPDLC來維護。它提供四個功能：管制員機組人員之間信息交換功能、數據當局之間的移交、許可的下行移交、地面前向移交。

(4)飛行情報服務(FIS)

FIS應用允許機組人員通過數據鏈向地面航行情報信息系統請求和接收數字化自動航站情報。FIS數據鏈服務可以提供給空中和地面用戶,是現存的語音通播方式的補充。

2.2地地應用

(1)ATS(空中交通服務)信息處理服務(ATSMHS)

航班計劃數據通過AMHS接收。AMHS定義了兩種應用,一類是ATS信息服務,采用存儲轉發方式進行信息處理；另一類是透傳方式,AFTN(航空固定電信網)信息的傳輸方式。

(2)ATS(空中交通服務)設備間數據通信(AIDC)

AIDC用于在ATS單位間交換數據以支持空中交通管制移交。支持的服務包括航班通知、航班協調、管制移交、通信移交、監視數據的傳輸等。AIDC是嚴格地用于ATS單位之間交換控制信息的ATC應用,不支持其他機構間的信息交換。

3ATN的體系結構

ATN網絡的主要構件是通信子網、ATN路由器和終端系統。通信子網定義為一個基于特定通信技術的通信網,用于ATN系統之間傳遞信息的物理手段,并非是ATN的組成部分。各種地地和地空子網為ATN的終端系統之間提供多條數據通路支持。ATN路由器負責連接不同的通信子網,并跨越不同的子網傳送基于QOS的分組。ATN終端系統處理應用層服務和上層協議棧,以便與對等的終端系統進行通信。

3.1ATN通信子網

ATN的通信子網可以是現存的數據網絡,也可以是正在發展的數據網絡。地空子網包括：航空移動衛星服務(AMSS)、甚高頻地空數據鏈(VHF)、二次雷達S模式(SSRModeS)、高頻地空數據鏈(HF)、Gatelink。地地子網包括：局域網(如以太網、令牌環網、光纖分布數據接口FDDI)、廣域網(如X.25、幀中繼、ATM、ISDN)。另外,公共ICAO數據交換網(CIDIN)、改進的X.25通信服務等均可用于ATN子網。機載子網：與地面系統類似,機載的各種通信網絡也可以作為ATN子網。如基于ARINC規范429和629的子網、以太網和FDDI網。

3.2ATN路由器

當飛機移動,到達飛機所通過的網絡將改變。ATN支持動態路由,以適應飛機移動和網絡維護等網絡拓撲的改變。路由器是中間系統,包含OSI參考模型的下三層。根據不同類型,由不同的路由協議組成。

3.3ATN終端系統

ATN終端系統與其他ATN終端系統進行通信,向ATN應用提供端到端通信服務。ATN包括全部七層協議棧。ATN終端系統是自動化設備的接口,也是人機接口。

4ATN的應用進展

4.1國際上ATN的應用進展

(1)ATN地地應用

作為第一個ATN地地應用,航空信息處理系統AMHS(ATSMessageHandlingSystem)是代替現有自動轉報系統AFTN的ATN應用,可以提供更可靠、更安全、功能更強大的信息傳輸服務。美日間于2005年投入運行開通了的AMHS線路。歐洲地區的西班牙于1998年年底,AMHS系統投入運行。2006年2月,法蘭克福—馬德里之間AMHS線路投入運行。2005年,阿根廷國內的AMHS系統投入實際運行。2006年2月,科威特安裝部署了AMHS產品。2006年10月,牙買加在國內安裝了AMHS系統。

中國北京作為亞太地區的主干節點,將連通區內11個國家和地區,并連接中東和歐洲地區。中國香港作為亞太地區的主干節點,連通區內7個國家和地區。澳大利亞、泰國、新加坡、印度尼西亞、蒙古、中國香港、中國澳門、孟加拉等國家和地區正進行內部ATN實施與部署工作；日本、泰國、中國香港、澳大利亞建立了ATN技術實驗平臺開展相關測試工作；目前中、泰、港三方已完成第一、第二、第三階段ATN技術測試工作。

4.2國內的應用進展

國內的應用分兩個階段：第一階段為2001—2005年,主要的工作為編制《空管航空電信網技術政策、應用和發展技術白皮書》；ATN實驗室建立和技術準備；研究與開發工作；國際ATN/AMHS技術測試工作。第二階段為2006—2010年,主要的工作為ATN/AMHS過渡與實施；ACARS向VDLMode2過渡。

2002年民航總局空管局根據國內民航通信網絡的狀況以及國外的ATN實施狀況,編制了《空管航空電信網技術政策、應用和發展白皮書》,2006年進行了修訂,作為民航通信發展和相關方面的技術依據。地面傳輸網絡逐步由AFTN向ATN/AMHS網絡過渡。地空傳輸網絡建成以甚高頻地空數據鏈為主要傳輸手段的地空數據通信網絡,在必要的環境下以高頻地空數據鏈為輔助傳輸手段,逐步由ACARS網絡向ATN/VDLM2過渡。

目前在北京部署已建設ATN骨干節點,并部署ATN路由器和AFTN/AMHS網關系統,進行與國際民航組織計劃的與周邊國家和地區的技術測試工作;下一步的工作是建設ATN骨干網絡,與AFTN并行,逐步向ATN過渡。

中國民航于1995年開始著手建設民航VHF地空數據鏈系統,1998年建成一期工程,2001年完成二期工程建設,建成當時能提供全國絕大部分航路和大部分機場覆蓋能力的VHF地空數據鏈系統。該數據鏈系統是國際民航界除美國航空通信公司(ARINC)和國際航空通信協會(SITA)外,世界第三大地空VHF數據通信網。

目前國內可支持的地空數據通信應用支持飛機飛行的各個階段。在空中交通管制與服務領域,我國僅在少數機場和區域實施了部分應用,效果良好,包括：數字式飛機起飛前放行系統(PDC)、數字式自動化航站信息服務系統(D-ATIS)、數字化航路氣象服務(D-VOLMET)、航空氣象資料下傳(AMDAR)。

航空公司可以利用VHF數據鏈系統對飛機飛行全階段實施及時有效的監視與服務,對保障飛行安全、增加航班保障能力、提高旅客服務水平有顯著作用。具體應用包括：飛行動態監視、地空雙向數據通信、數據統計與分析、機務維修、旅客服務等。但是由于目前機載設備配套軟件系統配置不完整，或需要投入一定的時間和費用開展應用的配置,缺乏人員培訓等原因,雖然飛機具備進行地空數據通信的基本條件,但無法或只能部分開展應用。

第8篇：數據通信的定義范文

關鍵詞 SOPC技術；數據采集系統；設計

中圖分類號TP332 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）58-0162-01

SOPC技術源自SOC技術，主要特征為可編程性。一般SOPC的設計環境為SOPC Builder，主要集成于QuartusII中。在SOPC Builder中，具有友好的用戶圖形界面，用戶可以通過界面中提供的IP庫選擇組件，如I/O、Flash、處理器等，并選擇相應參數。另外，SOPC還有一個非常重要的功能：設計SOPC過程中，如果用戶提出特殊要求，但是IP庫中卻沒有，用戶就可以通過自定義邏輯來滿足要求。

1 SOPC技術的數據采集系統設計總體思路

數據采集系統作為DSP信號處理系統的一部分，整個系統包括放大信號、信號采樣、信號濾波、高速處理數字信號、與計算器的數據傳輸接口相連等若干個部分。其中，放大信號主要是調理輸入信號，符合采樣要求；信號采樣是將模擬信號轉化為數字信號；信號濾波主要為了避免產生信號混疊現象；高速處理數字信號是建立在隨機共振模型基礎上，完善各種計算方法。

在應用Verilog HDL設計技術的基礎上，實現自動在FIFO中存儲數據以及硬件控制A/D轉換，通過DSP系統輸出的具體時間來確定采樣頻率。隨著采樣數據的增加，直到達到一幀，FIFO就會向DSP發出中斷申請信號，由DSP系統將DMA開啟，并完成數據的讀取過程。在這期間，數據采集不中斷，可實現連續性的實時數據采集與處理。在設計SOPC過程中，有些系統的功能可以直接通過IP數據庫來完成，但是有時候IP庫中的功能不夠靈活。為了解決這一問題，就可通過客戶的自定義功能來滿足邏輯性。

2 系統配置與數據通信

2.1 系統配置

在該系統中，應用了大規模的FPGA嵌入式雙NIOSII軟核處理器，每個處理器都設定了獨立的時鐘，確保雙核工作時間，同時提供了可以自行控制的獨立區域。系統的主控制軟件基于C語言設計，部分邏輯模塊采取VHDL程序設計。因此，內部模塊之間的數據交換具有一定可測試性，且可靠性較高，系統處理效率高。系統的主控器件是FPGA32位嵌入式的CPU系統，系統中各個功能模塊在雙核處理器的配合下完成工作。在SOPC內核中，CPU分別與外部邏輯單元連接、外設控制接口，負責系統的采集和存儲功能。另外，在系統中實現Avalon和SDRAM的總線相連，兼容實現雙核CPU功能，提高系統運行的安全性、可靠性，確保圖像數據采集存儲的真實性、完整性。

2.2 數據通信

在該系統中，兩個處理器分別獨立，但是共享同一個SDRAM，在SDRAM的內部區域合理分配，確保每個處理器之間的協調運作，提高處理器的獨立性。在整個數據采集系統中，FPGA中的雙核處理器之間數據通信包括信息的傳遞和協調，通過SOPC技術中自有的Mutex核以及Mailbox核協調兩個處理器之間的正常工作，確保系統通信的正常運行。系統中的CPU處理器都設有LED等，以此作為調試的參照，當軟核CPU運行時，可以共享存儲器中的堆棧數據并接受外部命令，通過FPGA中的Mailbox核遠程連接作用，向CPU2中傳遞信息，當CPU1中發出的信息傳遞到CPU2之后，調試相關時序，確保雙核正常工作。當兩個處理器處于同一個共享的存儲器中進行通信時，可能產生ID沖突，造成采集數據的損壞。因此，該系統中應引進Mutex內核，當其中一個CPU結束對ID地址的訪問之后，自動將Mutex釋放，避免雙處理器進行共享訪問時，占用了同一個ID地址資源。

3 基于SOPC技術的數據采集系統實現

3.1 硬件的實現

通過集成于QuanusII中的SOPC Builder生成處理器，還包括一些外設功能，如Flash、SDRAM等，此時涉及的問題就是如何配置組件的參數。例如，需要使用什么樣的串口波特率、NIOS微處理器等。用戶可以根據實際情況進行設計。如果需要32位處理器的系統實現，再加上大容量寄存器文件，那么在對NIOS處理器進行配置時，就可以選擇32位NIOS處理器以及512個存儲器。這樣，通過靈活選擇組件的參數，提高了SOPC設計的靈活性。最后，通過Verilog HDL編寫用戶邏輯，實現數據的采集。考慮到用戶邏輯應該和NIOS處理器實現通信，就應增設address和chipselect兩大信號。其中，address為地址信號，chipselect為片選信號，在數值是“1”時，NIOS的處理器選為用戶邏輯；只有通過address信號，才能將用戶邏輯與總線中的NIOS處理器實現通信。最后，將整個項目編譯完畢，并將后綴“sof”的文件下載到開發板的編程芯片中。

3.2 軟件的實現

軟件的實現是一個應用程序，在該部分中，主要考慮與NIOS總線相連接的用戶邏輯問題。用戶可以通過自定義的address和chipselect信號，通過SOPC Builder 自動分配到用戶的邏輯地址。這樣，對于訪問用戶邏輯，就可以實現訪問用戶邏輯的分配地址。

目前，SOPC已成為未來電子設計的發展方向，已經不再停留在單元電路層面，更重要的是集成信號采集、信號輸出、信號處理等功能，最終成為一個具有應用價值的電子系統芯片。

參考文獻

[1]柳秀山.基于SOPC的環境信息遠程采集系統的研究[J].通信技術，2009(7).

第9篇：數據通信的定義范文

1 I2C總線的特點及基本通信協議

I2C總線是Philips公司開發的一種簡單、雙向二線制同步串行總線。它只需要兩根線?串行數據線和串行時鐘線?即可使連接于總線上的器件之間實現信息傳送，同時可通過對器件進行軟件尋址，而不是對硬件進行片選尋址的方式來節約通信線數目，從而減少了硬件所占空間。因為總線已集成在片內，所以大大縮短了設計時間，此外，在從系統中移去或增加集成電路芯片時，對總線上的其它集成芯片沒有影響。

1．1 I2C總線的主要特點

I2C總線通常由兩根線構成：串行數據線（SDA）和串行時鐘線（SCL）；總線上所有的器件都可以通過軟件尋址，并保持簡單的主從關系，其中主器件既可以作為發送器，又可以作為接收器；

I2C總線是一個真正的多主總線，它帶有競爭監測和仲裁電路。當多個主器件同時啟動設備時，總線系統會自動進行沖突監測及仲裁，從而確保了數據的正確性；

I2C總線采用8位、雙向串行數據傳送方式，標準傳送速率為100kB／s，快速方式下可達400kB／s；同步時鐘可以作為停止或重新啟動串行口發送的握手方式；連接到同一總線的集成電路數目只受400pF的最大總線電容的限制。

1．2 I2C總線數據通信基本協議

利用I2C總線進行數據通信時，應遵守如下基本操作：

（1）總線應處于不忙狀態，當數據總線（SDA）和時鐘總線（SCL）都為高電平時，為不忙狀態；

（2）當SCL為高電平時，SDA電平由高變低時，數據傳送開始。所有的操作必須在開始之后進行；

（3）當SCL為高電平時，SDA電平由低變為高時，數據傳送結束。在結束條件下，所有的操作都不能進行；

（4）數據的有效轉換開始后，當時鐘線SCL為高電平時，數據線SDA必須保持穩定。若數據線SDA改變時，必須在時鐘線SCL為低電平時方可進行。

2 AT89C51與MAX517的I2C數據通信

2．1 MAX517簡介

MAX517是MAXIM公司生產的8位電壓輸出型DAC數模轉換器，它帶有I2C總線接口，允許多個設備之間進行通訊。

MAX517采用單5V電源工作。該芯片的引腳圖見圖1所示。各引腳的具體說明如下：

1腳（OUT）：D／A轉換輸出端；

2腳（GND）：接地；

3腳（SCL）：時鐘總線；

4腳（SDA）：數據總線；

5、6腳（AD1，AD0）：用于選擇哪個D／A通道的轉換輸出?由于MAX517只有一個D／A，所以，使用時，這兩個引腳通常接地。

7腳（VCC）：電源；

8腳（REF）：參考。

2．2 MAX517的工作時序

圖3

    圖2是MAX517的一個完整的轉換時序。首先應給MAX517一個地址位字節。MAX517在收到地址字節位后，會給AT89C51一個應答信號。然后，在給MAX517一個控制位字節，MAX517收到控制位字節位后，再給AT89C51發一個應答信號。之后，MAX517便可以給AT89C51發送8位的轉換數據（一個字節）。AT89C51收到數據之后，再給MAX517發一個應答信號。至此，一次轉換過程完成。

MAX517的一個地址字節格式如下：

BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT001011AD1AD00其中，前三位010出廠時已設定。對于MAX517，BIT4和BIT3這兩位應取為1。因為一個AT89C51上可以掛4個MAX517，而具體是對哪一個MAX517進行操作，則由AD1、AD0的不同取值來控制。

MAX517的控制字節格式如下：

BIT7BIT6BIT5BIT4BIT3BIT2BIT1BIT0R2R1R0RSTPDXXA0在該字節格式中，R2、R1、R0已預先設定為0；RST為復位位，該位為1時復位所有的寄存器；PD 為電源工作狀態位，為1時，MAX517工作在4μA的休眠模式，為0時，返回正常的操作狀態；A0為地址位，對于MAX517，該位應設置為0。

2．3 MAX517與AT89C51的硬件連接

AT89C51是ATMEL公司的89系列單片機的一種電路，是市面上應用相當廣泛的一種產品。

圖3所示為MAX517與AT89C51的硬件連接電路。該硬件電路中，采用MAX813作為看門狗電路,既可自動復位，也可手工復位。利用該電路可以用數碼管來顯示0－255個數字量,圖中,采用MAX7219作為數碼驅動電路,若將MAX517的輸出引腳連接到示波器上，還可以顯示相應的模擬電壓的變化情況。

3 MAX517與AT89C51的通信子程序

該系統應將MAX517作為從設備，AT89C51作為主設備。首先主設備向從設備發送一個地址字節58H，之后從設備則發一個應答信號，主設備接到應答后，再發給從設備一個控制字節00H，當從設備接到該控制字節后，再發給主設備一個應答。之后主設備便可發給從設備要轉換的8位數據。其工作流程圖見圖4所示。具體的程序代碼如下：

程序開始時，定義P1．6，P1．7為SDA，SCL；

／／起始條件子函數

void Start（void）

{

SDA＝1；

SCL＝1；

NOP；

SDA＝0；

NOP；

}

／／停止條件子函數

void Stop(void)

{

SDA＝0;

SCL＝1;

NOP;

SDA＝1;

NOP;

}

／／應答子函數

void Ack(void)

{

SDA＝0;

NOP;

SCL＝1;

NOP;

SCL＝0;

}

／／發送數據子程序，Data為要發送的數據

void Send(uchar Data)

{

uchar BitCounter＝8; ／／位數控制

uchar temp; ／／中間變量控制

do{

temp＝Data;

SCL＝0;

NOP;

if((temp＆0x80)＝＝0x80)

／／如果最高位是1

SDA＝1;

else

SDA＝0;

SCL＝1;

temp＝Data＜＜1; ／／左移

Data＝temp;

BitCounter－－;

}while(BitCounter);

SCL＝0;

}

／／讀一個字節的數據，并返回該字節值

uchar Read(void)

{

uchar temp＝0;

uchar temp1＝0;

uchar BitCounter＝8;

SDA＝1;

do{

SCL＝0;

NOP;

SCL＝1;

NOP;

if(SDA) ／／如果SDA＝1

temp＝temp｜0x01;

else

temp＝temp＆0xfe;

if(BitCounter－1)

{

temp1＝temp＜＜1;

temp＝temp1;

}

BitCounter－－;

}while(BitCounter);

return(temp);

}?