MVB协议分析与实时性探究:USB接口方案
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更新于2024-08-10
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本文介绍了MVB(Multiplex Vehicle Bus)协议分析装置的设计及其实时性分析,主要关注USB接口在实现协议分析中的应用。MVB是一种优化的实时通信总线,广泛应用于快速过程控制,其通信报文由主帧和从帧组成,具有严格的定时要求。
在USB接口方面,文章提到了两种不同的USB通信接口方案。第一种方案是定制Avalon总线接口的USB功能IP模块,该模块包含了时钟、地址、数据、读/写、片选等信号接口,通过NiosII CPU内部总线连接MVB控制器和USB控制器,形成一个满足设计需求的SOPC(System On a Programmable Chip)系统。这种方法利用USB的热插拔、高速通讯和通用接口的优点,提高了设备的便携性和数据传输速度。
第二种方案是基于MVB解码器,直接在底层实现USB的控制时序。通过特定的时序逻辑,如图5所示的USB写时序图,可以实现高效的USB通信。这种设计进一步优化了USB在MVB协议中的应用,增强了实时性。
MVB协议的实时性至关重要,因为它涉及到快速过程控制。文章深入分析了MVB协议的报文结构和传输时间计算,指出主帧和从帧的传输时间受起始分界符、数据位数、校验码个数以及网络传输速率的影响。例如,传输主帧和功能码为4的过程数据从帧分别需要22μs和198μs。协议还规定了应答延时,即主设备在未收到从帧或发生碰撞后的等待时间,这与传输延时、解码延时和访问延时有关。
为了提高MVB协议分析装置的实时性能,文章提出了采用状态机模式进行MVB网络数据的实时底层解码,以及使用多重缓冲技术实现高速USB控制时序,这样在不依赖控制器的情况下也能保证高效通信。相比于国外同类产品,这种设计在实时性、可靠性和灵活性方面有所提升。
本文详细阐述了MVB协议分析装置的USB接口实现及其对实时性的影响,强调了在设计过程中如何通过优化接口和解码策略来满足MVB的严格实时要求。
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