എന്താണ് ഒരു ഡാറ്റാ ആശയവിനിമയ സംവിധാനം?

എന്താണ് ഒരു ഡാറ്റാ ആശയവിനിമയ സംവിധാനം?

കൺട്രോളർ ഏരിയ നെറ്റ്‌വർക്ക് (CAN) ബസ് തത്സമയ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്‌തിരിക്കുന്ന ഒരു സീരിയൽ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ പ്രോട്ടോക്കോൾ ബസാണ്. ഇതിന് വളച്ചൊടിച്ച ജോഡി, കോക്സിയൽ കേബിൾ അല്ലെങ്കിൽ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ എന്നിവയിലൂടെ സിഗ്നലുകൾ കൈമാറാൻ കഴിയും. ഉയർന്ന പ്രകടനം, ഉയർന്ന വിശ്വാസ്യത, മികച്ച യഥാർത്ഥ സമയ സവിശേഷതകൾ എന്നിവയ്ക്ക് നന്ദി, CAN ലോകമെമ്പാടും ഏറ്റവും വ്യാപകമായി സ്വീകരിക്കപ്പെടുന്ന ഫീൽഡ് ബസുകളിലൊന്നായി മാറിയിരിക്കുന്നു.

നിലവിൽ, CAN ആശയവിനിമയമാണ് ബാറ്ററി മാനേജ്മെൻ്റ് സിസ്റ്റങ്ങളുടെ (BMS) മുഖ്യധാരാ ആശയവിനിമയ രീതി. ആഭ്യന്തര, അന്തർദേശീയ നിലവാരമുള്ള ഇലക്ട്രിക് വാഹന ബാറ്ററി മാനേജ്‌മെൻ്റ് സിസ്റ്റങ്ങളിലും ചൈനയിലും വിദേശത്തുമുള്ള പ്രസക്തമായ BMS ഡാറ്റാ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ മാനദണ്ഡങ്ങളിലും ഇത് ശക്തമായി ശുപാർശ ചെയ്യുകയും വ്യാപകമായി നടപ്പിലാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. RS232, RS485 പോലുള്ള മറ്റ് ബസ് പ്രോട്ടോക്കോളുകളും ബാറ്ററി മാനേജ്മെൻ്റ് സിസ്റ്റങ്ങളുടെ ചില ആന്തരിക ആശയവിനിമയങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

CAN bus communication

ഓട്ടോമോട്ടീവ് ഇലക്ട്രോണിക് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വികാസത്തോടെ, പരമ്പരാഗത CAN പരിഹാരങ്ങൾ വാഹന ആശയവിനിമയ വെല്ലുവിളികളെ അഭിമുഖീകരിക്കുന്നതിനുള്ള ഏറ്റവും മികച്ച തിരഞ്ഞെടുപ്പല്ല. 2000 സെപ്റ്റംബറിൽ, BMW, DaimlerChrysler, Philips, Motorola എന്നിവയുമായി സഹകരിച്ച് FlexRay കൺസോർഷ്യം സ്ഥാപിച്ചു, ഒരു പുതിയ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ പ്രോട്ടോക്കോൾ വികസിപ്പിക്കുകയും അത് വിപുലമായ പവർട്രെയിൻ, ചേസിസ്, X-ബൈ വയർ സിസ്റ്റങ്ങളുടെ സ്റ്റാൻഡേർഡ് പ്രോട്ടോക്കോൾ ആയി പ്രചരിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു.

പരമ്പരാഗത വാഹന ആശയവിനിമയ പ്രോട്ടോക്കോളുകളിൽ (CAN പോലുള്ളവ) ഇല്ലാത്ത നിരവധി നൂതന സവിശേഷതകൾ FlexRay വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു:

(1) ഉയർന്ന ട്രാൻസ്മിഷൻ നിരക്ക്ഓരോ FlexRay ചാനലും 10 Mbit/s ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് നൽകുന്നു. FlexRay ഒരു സിംഗിൾ-ചാനൽ സിസ്റ്റമായോ (CAN അല്ലെങ്കിൽ LIN നെറ്റ്‌വർക്കുകൾക്ക് സമാനമായി) അല്ലെങ്കിൽ ഒരു ഡ്യുവൽ-ചാനൽ സിസ്റ്റമായോ പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് നിലവിലെ CAN നെറ്റ്‌വർക്കുകളുടെ പരമാവധി പ്രവർത്തന വേഗതയേക്കാൾ 20 മടങ്ങ് കൂടുതലുള്ള പരമാവധി ട്രാൻസ്മിഷൻ നിരക്ക് 20 Mbit/s- കൈവരിക്കും.

(2) സമന്വയിപ്പിച്ച സമയ അടിസ്ഥാനംFlexRay-ൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ആക്സസ് രീതി ഒരു സമന്വയിപ്പിച്ച ആഗോള സമയ അടിത്തറയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. ഈ സമയ അടിസ്ഥാനം സ്വയമേവ സ്ഥാപിക്കുകയും പ്രോട്ടോക്കോൾ ഉപയോഗിച്ച് സമന്വയിപ്പിക്കുകയും ആപ്ലിക്കേഷൻ ലെയറിലേക്ക് ലഭ്യമാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. സമയ അടിത്തറയുടെ കൃത്യത 0.5 μs നും 10 μs നും ഇടയിലാണ് (സാധാരണയായി 1-2 μs).

(3) ഡിറ്റർമിനിസ്റ്റിക് കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻFlexRay-യിലെ ആശയവിനിമയം തുടർച്ചയായി ആവർത്തിക്കുന്ന ആശയവിനിമയ സൈക്കിളുകളിൽ സംഭവിക്കുന്നു, അവിടെ നിർദ്ദിഷ്ട സന്ദേശങ്ങൾക്ക് സൈക്കിളിനുള്ളിൽ നിശ്ചിത സ്ഥാനങ്ങൾ (സ്ലോട്ടുകൾ) നൽകിയിരിക്കുന്നു. തൽഫലമായി, ഒരു സന്ദേശം എപ്പോൾ എത്തുമെന്ന് സ്വീകർത്താവിന് മുൻകൂട്ടി അറിയാം. സന്ദേശം എത്തിച്ചേരുന്ന സമയത്തിൻ്റെ താൽക്കാലിക വ്യതിയാനം വളരെ ചെറുതും ഉറപ്പുനൽകുന്നതുമാണ്.

(4) ഉയർന്ന തെറ്റ് സഹിഷ്ണുതശക്തമായ പിശക് കണ്ടെത്തൽ കഴിവുകളും തെറ്റ്{0}}സഹിഷ്ണുതയുള്ള പ്രവർത്തനവുമാണ് FlexRay-യിലെ പ്രധാന ഡിസൈൻ പരിഗണനകൾ.

ആശയവിനിമയ പിശകുകൾ കണ്ടെത്തുന്നതിന് ഫ്ലെക്സ്റേ ബസ് സൈക്ലിക് റിഡൻഡൻസി ചെക്ക് (സിആർസി) ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ഡ്യുവൽ-ചാനൽ ആശയവിനിമയത്തിലൂടെ, FlexRay ആവർത്തനം നൽകുന്നു.
ഒരു സ്റ്റാർ ടോപ്പോളജി (അല്ലെങ്കിൽ ടോപ്പോളജികളുടെ സംയോജനം) ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ, FlexRay-ന് പരാജയം ലഘൂകരിക്കാനുള്ള ഒറ്റ-പോയിൻ്റ്- ഉൾപ്പെടെയുള്ള തെറ്റ് സഹിഷ്ണുത ആവശ്യകതകൾ പൂർണ്ണമായും പരിഹരിക്കാൻ കഴിയും.

(5) വഴക്കംഫ്ലെക്‌സ്‌റേ പ്രോട്ടോക്കോൾ വികസിപ്പിക്കുന്ന സമയത്ത് ഫ്ലെക്സിബിലിറ്റി ഒരു പ്രാഥമിക ശ്രദ്ധാകേന്ദ്രമായിരുന്നു, അത് ഇനിപ്പറയുന്ന വശങ്ങളിൽ പ്രതിഫലിക്കുന്നു: ① ഒന്നിലധികം നെറ്റ്‌വർക്ക് ടോപ്പോളജികളെ (ബസ്, സ്റ്റാർ, ഹൈബ്രിഡ് മുതലായവ) പിന്തുണയ്ക്കുന്നു; ② കോൺഫിഗർ ചെയ്യാവുന്ന സന്ദേശ ദൈർഘ്യം: ഡാറ്റ പേലോഡ് ദൈർഘ്യം നിയന്ത്രണ ആപ്ലിക്കേഷൻ്റെ നിർദ്ദിഷ്ട ആവശ്യകതകൾക്ക് അനുസൃതമായി ക്രമീകരിക്കാവുന്നതാണ്; ③ ഡ്യുവൽ-ചാനൽ ടോപ്പോളജി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, രണ്ട് ചാനലുകളും ഒന്നുകിൽ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് വർദ്ധിപ്പിക്കാനോ അനാവശ്യ സന്ദേശങ്ങൾ കൈമാറാനോ ഉപയോഗിക്കാം; ④ ഒരു ആശയവിനിമയ സൈക്കിളിനുള്ളിലെ സ്റ്റാറ്റിക്, ഡൈനാമിക് സെഗ്‌മെൻ്റുകളുടെ ദൈർഘ്യം നിർദ്ദിഷ്ട ആപ്ലിക്കേഷൻ ആവശ്യങ്ങൾക്കനുസരിച്ച് ക്രമീകരിക്കാൻ കഴിയും.

FlexRay Communication

വ്യാവസായിക ഇഥർനെറ്റ് പൂർണ്ണമായും തുറന്നതും പൂർണ്ണമായും ഡിജിറ്റൽ നെറ്റ്‌വർക്കാണ്. സ്റ്റാൻഡേർഡ് നെറ്റ്‌വർക്ക് പ്രോട്ടോക്കോളുകൾ പാലിച്ചുകൊണ്ട് വ്യത്യസ്ത നിർമ്മാതാക്കളിൽ നിന്നുള്ള ഉപകരണങ്ങൾക്ക് എളുപ്പത്തിൽ പരസ്പരബന്ധം നേടാനാകും. ഇത് ഉയർന്ന ആശയവിനിമയ നിരക്കുകൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു: 10 Mbit/s, 100 Mbit/s വേഗതയുള്ള ഫാസ്റ്റ് ഇഥർനെറ്റ് വ്യാപകമായി സ്വീകരിക്കപ്പെട്ടു, ഗിഗാബിറ്റ് ഇഥർനെറ്റ് സാങ്കേതികവിദ്യ പക്വത പ്രാപിച്ചു, കൂടാതെ 10 Gbit/s ഇഥർനെറ്റ് സജീവമായ ഗവേഷണത്തിലും വികസനത്തിലും ആണ്. ഈ നിരക്കുകൾ നിലവിലെ ഫീൽഡ് ബസുകളേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ്.

എന്നിരുന്നാലും, വ്യാവസായിക ഇഥർനെറ്റ് ഇപ്പോഴും നിരവധി വെല്ലുവിളികൾ അഭിമുഖീകരിക്കുന്നു, പ്രാഥമികമായി ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:

റിയൽ-സമയ പ്രകടനം
കഠിനമായ വ്യാവസായിക പരിതസ്ഥിതികളിൽ പൊരുത്തപ്പെടുത്തലും വിശ്വാസ്യതയും
വ്യാവസായിക ഓട്ടോമേഷൻ നിയന്ത്രണത്തിന് അനുയോജ്യമായ ആപ്ലിക്കേഷൻ-ലെയർ പ്രോട്ടോക്കോളുകളുടെ ലഭ്യത

വ്യാവസായിക ഇഥർനെറ്റ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ തുടർച്ചയായ പുരോഗതിയോടെ, മേൽപ്പറഞ്ഞ പ്രശ്നങ്ങൾ ക്രമേണ പരിഹരിക്കപ്പെടുന്നു.

Industrial Ethernet