Шина АПШ

ASB

Что такое АПШ.

АПШ - это Асинхронная Последовательная Шина.

Кроме того она:

Почему АПШ.

При решении задач промышленной автоматики по модульному принципу всегда встает вопрос выбора унифицированного интерфейса модулей.
Однако, если поставить довольно типичную задачу, а именно:

кажущееся обилие интерфейсов сокращается до... НУЛЯ!

Почему?

На самом деле большинство интерфейсов не подходит сразу по нескольким критериям. Например USB и RS-232 не проходят по дальности, оптика - из-за стоимости, и т.д.

Вот если бы к физическому уровню и арбитражу CAN приделать байтовый протокол от RS-485...
И приделали!
Приемопередатчик физического уровня CAN соединили с контроллером последовательного порта (у многих микроконтроллеров он встроенный), добавили программные процедуры распределенного арбитража (благо приемопередатчик позволяет) и гибкий протокол обмена сообщениями (благо контроллер не ограничивает). Надстроили все это контролем ошибок при передаче и логическим протоколом, позволяющим за одну транзакцию выполнять чтение, запись и даже чтение-модификацию-запись.
И получилась шина АПШ,
которая идеально подходит для модулей на основе дешевых микроконтроллеров и позволяет собрать из них довольно масштабную систему с высокой живучестью.

Что может АПШ.

Чего же мы добились таким скрещиванием.
Да, в общем-то, именно того, о чем писали в начале. Осталось добавить лишь некоторые подробности:

Как подключать АПШ.

А дальше осталось подключить то, что получилось, к компьютеру.
Дело в общем-то нехитрое, но тут мы наткнулись на категорическое нежелание потребителей вставлять контроллер АПШ к себе в компьютер. Предубеждение понятное - одно дело снаружи разъем воткнуть, а другое дело внутрь залезать.
Да кроме того - аппетит приходит во время еды - на объектах протяженностью больше, чем позволяет АПШ, потребители неохотно использовали несколько сегментов шины, каждый со своим компьютером. Дело уже не в стоимости, а в необходимости оборудовать место для установки каждого компьютера и обслуживать его.
В результате АПШ дополнилась специальными модулями передачи данных, с распространенными интерфейсами, торчащими из компьютера снаружи. Эти же модули обеспечили соединение сегментов АПШ между собой. Здесь уже можно использовать радиальные интерфейсы без вреда для живучести, поскольку их можно дублировать, подключая к одному и тому же или к разным сегментам шины.
Теперь АПШ доступна компьютерам через токовую петлю, RS-232, RS-422, USB, Ethernet, оптоволоконную линию и даже через модем. По этим же интерфейсам можно соединять сегменты шины между собой.

Как работать с АПШ.

С появлением межсегментной связи шина АПШ превратилась в сегмент многоранговой сети, в которой требовалось решать вопросы адесации, маршрутизации и целый рад проблем, связянных с удаленностью и задержкой доступа. Эти вопросы были решены с реализацией пакетного протокола удаленного доступа к АПШ.
Протокол обеспечивает удаленный доступ к шине АПШ не только через имеющиеся радиальные интерфейсы, но и через сеть Internet, а также возможность использования Internet для связи между сегментами АПШ. При работе через Internet в качестве транспорта используется протокол UDP, а доставка, достоверность и последовательность пакетов обеспечиваются пакетным протоколом удаленного доступа к АПШ. Более знакомый и часто используемый TCP малопригоден в качестве транспорта для передачи типичных для АПШ коротких пакетов из-за высоких накладных расходов на каждый пакет, существенно превышающих объем полезных данных.
Пользовательской программе доступен уровень удаленного пакетного доступа к АПШ. Все детали, связанные с интерфейсом, способом доступа и т.п. скрыты программным обеспечением, которое в свою очередь может быть распределено по нескольким компьютерам в сети. Прикладному программисту безразлично, каким интерфейсом подключены к компьютеру связанные сегменты АПШ. Безразлично даже, подключены они к этому компьютеру, к любому другому или к нескольким компьютерам сразу.

Разделяемый доступ к АПШ.

Возможность сетевого доступа к АПШ существенно повышает риск несогласованного доступа нескольких независимых заданий к одному и тому же модулю. Разрешение подобных коллизий, равно как и авторизация доступа к модулям, обеспечивается программным обеспечением виртуализации модулей.
Программа виртуализации полностью захватывает назначенные модули, блокируя доступ к ним любых других программ. Взамен этого она создает их виртуальные копии, доступные другим программам в сети, и координирует их доступ к реальным модулям.
Как и при доступе к реальным модулям, программы виртуализации могут располагаться на любом компьютере в сети.

Как применяется АПШ.

Сегодня АПШ - не просто экспериментальная разработка.

Все это позволяет говорить о том, что система АПШ заняла прочное положение в ряду систем промышленной автоматики.


(c) =S&B=