什么是MOST

331阅读 0评论2012-11-09 黑曼巴snake
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  什么是MOST汽车光纤线? 

  MOST----Media Oriented System Transport

  MOST 系统是利用光导纤维作为信息传导媒介,进行数字信号的传输。
    首先各控制元件将电磁脉冲信号转化为光脉冲信号,传送到光纤上,而后相应的接收电脑又将光脉冲信号转换回电磁脉冲信号,从而完成相应的控制功能(中间的信号类型的转换是控制元件进行的?)。由于MOST 系统的高传输速率,因此它可以做到只用两根光纤即可同时传递多路信号
    -----以上是MOST网络信号类型-----
    
  面向媒体的系统传输(Media Oriented Systems Transport,MOST)是在汽车制造商和供应商中越来越受推崇的一种网络标准。它提供了一个可以管理所有多媒体设备的单个界面,其强势所在,是能够处理
针对不同目标多个数据流,而不失和谐。准时数据(On-timedata):这是连家庭网络都无法保证的。
    
  MOST网络以光纤为载体,通常是环型拓扑。时钟和串行化数据是双相编码的,布线只需单根光纤(为何这里说布线只需单根光纤)。MOST可提供高达25Mbps(MOST25,MOST50,现在已经有了第三代MOST150)的集合带宽(集合带宽,是指所有数据流共享的带宽?,远远高于传统汽车网络。也就是说,可以同时播放15个不同的音频流
    每个多媒体设备环中的一个节点代表。常见的MOST网络有3~10个节点。
    一个时序主控者(timing master)负责驱动系统时钟生成帧数据64字节序列数据。剩下的节点都充当从控者(slave)。一个节点充当用户控制界面或MMI(人机界面)。通常,此节点也是时序主控者主控制器也提供用户界面,靠近汽车音响。
    -----以上是网络拓扑-----

    PS:双相编码
    FM0编码(Bi-Phase Space)即为双相间隔码编码,编码规则是在每个码元的开始、结束以及‘0’码元正中间时刻发生跳变,其余时刻不变化。FM0编码以其便于位同步提取、频谱带宽较窄、实现电路简单而在短距离通信中得到了广泛的应用。编码的示意图如图1所示。
                                      
                  图1 双相编码示意图

  1示出了代码序列为10110001时,FM0码的波形。图1(a)是源代码序列,图1(b)FM0码的波形。比较图1(a)和图1(b)两个波形可以看出,FM0码实际上只要用一个与原始信号同步的时钟信号的跳变沿(上升沿或下降沿)以及‘0’码元对应的跳变沿(上升沿或下降沿)触发翻转,即可完成数据编码。

    
  基本的MOST环主要有效载荷包含64字节帧里的60字节(另外4个字节做什么用的
    此有效载荷由同步域异步域组成。(这两个域怎么划分的,数据包的格式??)
    同步域用于以传输连续数据;音频和视频属于此类别(可见MOST对实时音视频的强大支持)。
    异步域用于互联网访问、导航数据传输和通讯录同步等应用中的零散数据的传输。另外,此通道还可用于控制单元的固件升级。
    节点可在其(节点自己指定时隙?怎么指定?为何要指定?)指定的时隙发送或接收数据。一个时隙指的是有效载荷内的一个同步字节(该字节属于同步域),它在请求节点和时序主控者间动态分配的(请求节点怎么和主控制器确定时隙的?)。
    -----以上是关于数据帧的相关概念-----

    通常,一个节点会将数据发送到时隙,同时任意数量的其他节点会从该时隙收集数据。同步和异步间的边界由时序主控者动态控制。
    在任意给定的帧内,同步域可能为4~60字节,而将该60字节中的剩余字节留做异步域。帧的剩余4字节分配给(帧)头(header)、(帧)尾(trailer)和控制信息。(帧)头含有帧对齐的前同步码。尾的作用之一是奇偶校验。控制域用于网络相关的消息。这些消息可以是低级别消息,如时隙的分配和重新分配。相反,它们也可以是由操作符(如播放下一曲、音量控制、或重复播放)发出的高级别应用消息。
    -----时隙的具体概念-----

  不必将外部MOST控制器芯片连接到微控制器或DSP,就可以将所有的组件都集成到一个FPGA中。对于开发人员来说,外部组件少、PCB空间小就意味着节省成本。

  Xilinx(赛灵思)提供一种完全可参数化的MOST网络接口控制器(NIC)IP(Intellectual Property[专利] 知识产权;著作权)核。您可以将该核定制为时序主控者,或者使用仅有从控者的配置,以减少逻辑。此核由一整套通过片上外设(OPB)接口可访问的寄存器控制。OPB接口可与Xilinx Platform Studio中包含的Xilinx MicroBlaze32位RISC处理器核无缝协同工作。    
 
    一整套低级别驱动程序文件在C源代码中已经可用了。该驱动程序提供了一系列用于访问寄存器空间、处理中断和将数据以流方式传输到核的功能。Mocean Laboratories AB针对完整网络堆栈的IP核提供了MOST网络服务,您只需编写自己需要的应用(程序)就可以了。 
    Xilinx MOST NIC的独特之处在于可实时预处理数据的流端口接口。对于栓接数据滤波器或加密/解密模块来说,这无疑是个理想的选择。LocalLink接口是一种Xilinx标准,它能通过卸载专用过程显著降低处理器和处理器总线的流量。此接口可用于多种用途。您可利用它接收或发送读或写数据。最妙的是,如果不想使用此接口,Xilinx实现工具会移除不必要的逻辑,从而节约资源,使设计能适用于更小的器件中。 
    同步数据要么在流端口接口收发,要么在OPB接口收发。无论您选用什么方法、分配多少个时隙,核都会为这些用户界面将数据设置为32位字格式。通过逐个定义寄存器的方式,核把存放在16个逻辑通道中某一个的接收时隙数据累积起来。发送方向与之相反。使用这些逻辑通道,每一个方向都能允许16个不同的数据流。 Xilinx MOST NIC核十分灵活。请再看看图1中的MOST环,图中说明了如何使用Xilinx MOST NIC设计每个节点。您可以将该核配置为时序主控者,用做MMI。作为时序主控者,核会发送和接收控制环操作的控制信息。该节点还会代表用户发送应用消息,同样也是通过控制域。您还可以将驱动程序文件和Mocean的网络服务添加到MicroBlaze之上,用于事件调度。 您可以通过添加一个噪声滤波器螺栓将MP3播放器转化为高端音频馈送,以消除音频压缩的非自然信号。有效载荷数据可从编解码器出发,经过噪声滤波器,直接进入流端口,而完全避免(占用)OPB总线。与前述一样,您可以将MicroBlaze嵌入式处理器用于中断处理和事件调度。
  如果您开的是高端欧洲车,车内可能已经有了MOST网络。在欧洲运营的OEM们已认可MOST为事实上的汽车网络标准。而我们这些开着不那么昂贵的车的人,也不用等太久了。伴随着竞争的出现,这一度私有的标准,对成本小心翼翼的汽车制造商也逐渐负担得起了。 随着更大量数据(从音频到视频、远程信息处理和基于导航的应用)需求的增长,MOST网络技术也计划扩大。下一代标准(MOST 50)已定义,可提供原标准两倍的带宽。在撰写本文时,MOST Cooperative正在规划第三代网络,预计数据速率将达到150Mbps及更高。这些更新最终将不光把可用的应用带宽增加一个数量级,还期望支持铜和光学物理两种介质。 目前,Xilinx MOST NIC已经可以通过CORE Generator软件获得。它占用6个Block RAM和大约2,600个slice,适合中等尺寸的Spartan-3E器件,还为嵌入式处理器、外设、缓冲器和自定义的电路留有空间。

MOST五大特性:
 ①MOST在制订上完全合乎ISO/OSI的7层数据通讯协议参考模型,而在网线连接上MOST采用环状拓朴,不过在更具严苛要求的传控应用上,MOST也允许改采星状(亦称放射状)或双环状的连接组态,此外每套MOST
传控网络允许最多达64个的装置(节点)连接。 

②MOST也支持随插即用(Plug and Play;PnP)机制,如此就可在MOST传控网络运作时直接加插装置或移除装置,增加扩充、维修及使用等各方面的便利性。 

③ MOST总线基于环形拓扑,从而允许共享多个发送和接收器的数据(原来数据是共享的。MOST总线主控器(通常位于汽车音响主机处)有助于数据采集,所以该网络可支持多个拓扑结构,在一个网络上最多高达64个主设备。为了确保数据安全,总线主控器在上电时将查询总线上的每一台从设备并且完成自动密钥交换(AKE:authentication and key exchange 鉴别和密钥交换或AKE:Augmented Key Exchange扩充密钥交换) )。
如果从设备有一个有效的总线密钥,那么允许它使用预定的协议发送和接收MOST总线上的数据。

④MOST的总数据传输率为24.8Mbps,这已是将音视讯的串流资料与封包传控资料一并列计,在24.8 Mbps的频宽中还可区隔成60个传输信道、15个MPEG-1的视讯编码信道,这些可由传控设计者再行组态、规划与调配。   

⑤值得一提的是,MOST在精省成本的努力不仅是在线路材质上,使用塑料光纤的精省法只是其一,传输方面也因为采用同步方式而不需要设置“收发缓冲”及进行“取样率转换”,如此也一样有助于成本节省。

    更进一步地说明MOST的传控细节,MOST的传输技术近似于公众交换式电话网络(Public Switched Telephone Network;PSTN),有着数据信道(Data Channel)与控制信道(Control Channel)的设计定义,控制信道即用来设定如何使用与收发数据信道。 

    一旦设定完成,资料就会持续地从发送处流向接收处,过程中不用再有进一步的封包处理程序,将运作机制如此设计,最适合用于实时性音讯、视讯串流传输。    

    当然,不是所有的信息传递都要实时同步,例如Internet上网浏览、GPS导航信息等,这些资料的传递特性是不定时的短期突增,这类型的传输就不需要用上前述的同步机制,而可以使用较不讲究时效性的异步收发,事实上MOST传控网也支持这种传递方式,更简单地说,MOST同时支持与提供时效性、同步的串流传输与非时效性、异步的数据传输。   

    在MOST传控中其实存在着三种型态的传输:
    1.Control控制信息的传输;
    2.Packet非时效性的封包数据传输;
    3.Real-Time Information实时性的串流数据传输(即是指:音讯、视讯)。 
    若再具体说明些,其实同步性的影音传递最高允许达24Mbps的传输率,而控制传递与封包数据传递其实都被认定为异步传递,异步的传递最高可至14.4Mbps频宽。

    即: MOST传输协议由分割成帧的数据块组成,每一帧包含流数据(同步域?)、分组数据和控制数据(后两种共享异步域。流数据与MOST时钟同步并且不断地在网络中循环传输。分组数据与MOST时钟异步,根据需要产生,其中一个例子就是来自无线个人数字助理(PDA)设备的电子邮件。
    帧中分配给流数据和分组数据之间的带宽是可变的,以满足系统在特定的时间需求,并且其控制字包含数据类型、在帧中什么地方可以找到数据以及数据大小等流信息。控制信息可以在多个帧中分配,并且应该在接收设备中重建。 
    
    既然异步数据传递与控制传递共挤“异步频宽”,那么哪一天封包数据传量暴增时,不就会影响到控制信息的传量、传速?关于此其实不用担心,MOST传控设计上已经考虑到此点,无论如何都会保留700kbps以上的频宽给控制用传递,有余裕的频宽才会配拨给资料数据传递,而控制性传输的部分也被称为副信道(Sub-Channel)。
    
    MOST传控技术上的数种特性。包括:1.最多可连接64个节点、2.两节点间最多可有8个接口接头接位(连接器)、3.最长可达10公尺、4. 连接型态。
    
    
    
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