10BASE10Base-T1S 是 IEEE 802.3cg 标准的一部分,该标准支持单根双绞线高达 10 Mbps 的数据速率,适用于长达 25 米半双工网络,旨在实现多点网络上的无碰撞、确定性传输。
1、网络拓扑图和ECU连接方式
网络架构支持多播总线式架构,支持点对点、多点多播等三种工作模式。
10BASE-T1S 三种工作模式:
A. 点对点半双工模式下,通讯距离最远至少15m, 通讯速率为10Mb/s。注意该模式可以通过自动协商确定。
B. 点对点的全双工模式,通讯距离最远至少15m, 通讯速率双向10Mb/s。注意该模式可以通过自动协商确定。
C. 多点模式(multidrop), 该模式下只能进行半双工通讯,同一个传输线上至少能链接8个PHY最多255个(节点编号0-254),连线最长至少25米,节点到公共连线的最长距离为10cm(如下图)。该模式要通过PLCA控制进行发送接收数据。
ECU与10BASE-T1S网络的连接方式:
2 PLCA防撞机制和数据帧传输方式
每次通讯由第一个节点发起,之后的节点在轮到自己的时间片内发送数据,发送完成后要通知网络发送完成,之后下一个节点发送数据。
在多播环境中,有多个设备连接到总线上。10BASE-T1S 使用物理层 (PHY) 冲突避免 (PLCA) 机制减少空载时间,并在多个设备试图同时通话时避免数据冲突。PLCA 建立了一个传输周期,用于协调总线上的传输机会。通过 PCLA,每个节点的 PHY 被分配一个唯一的 PHY ID。只有持有该传输机会的 PHY 才被允许进行传输。
传输机会以循环算法分配,从分配给主节点的 PHY ID=0 开始。当主节点发送一个称为 BEACON 的同步模式以指示 PLCA 周期开始时,一个新的周期就开始了。节点只有在传输机会与自己的节点 ID 相匹配时才能开始传输。
10BASE-T1S的新功能是PLCA(物理层防冲突),可防止共享网络介质上的冲突。该功能可确保确定性的延迟,这具体取决于网络节点的数量和传输的数据量。每个节点都可以进行数据发送。如果没有要发送的数据,它会将传送机会传递给下一个节点,从而更有效地利用可用带宽。这种配置确保确定性最大延时主要由网络的节点数量和要传输的数据数量决定。每个节点都会获得传输机会。如果彼时一个节点没有数据要传输,它会将传输机会移交给下一个节点,以充分利用可用的10 Mbps带宽。