总线发展历程
总线的发展历程
总线的发展历程1 什么是总线？总线（Bus）是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束，按照计算机所传输的信息种类，计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地址和控制信号。
总线是一种内部结构，它是cpu、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道，主机的各个部件通过总线相连接，外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接，从而形成了计算机硬件系统。
在计算机系统中，各个部件之间传送信息的公共通路叫总线，微型计算机是以总线结构来连接各个功能部件的。
2 总线的分类按信息传送的方向，总线可分为单向总线和双向总线；按传送信息的类型分，总线可分为：数据总线(传送数据)、地址总线(传送地址)和控制总线(传送控制信号)。
当然在总线中也可以有信号线复用的情况，如地址与数据复用、地址与控制命令复用等，在这些信号线中不同时间段传送不同的信息。
此外，总线中还应有电源线和地线，有的总线还使用几种电源。
按照总线所处的物理位臵分，可将其分成以下四种：①片内总线：大规模或超大规模集成电路芯片内部是相当复杂的，其内部功能块之间采用总线相连。
②模板内部总线：一块模板上各个芯片之间相连接的总线。
③板间总线：构成一个微机系统需要若干块模板，它们之间通过总线相连。
④模板与设备(指位于主机箱内部的设备)之间、计算机与设备(指位于主机箱外部的设备)之间以及计算机与计算机之间的总线。
占微机比例最大的台式机(或者叫桌面机)中都有一块最重要的模板——主板，它上面有微处理器、主存(条)、控制芯片组和对机器结构至关重要的一条或多条总线，这些总线用于主板内部以及与其他模板的连接。
注意到这一情况，通常将上述按物理位臵分类的第二、第三类即主板上的总线以及主板与其他模板互连的总线称为(微机)内部总线。
与此相对应，通常将处于第四种物理位臵的总线称为外部总线。
这实际上是兼顾了计算机的传统，因为按照传统，输入设备和输出设备统称为外部设备。
现场总线的发展历程、特点及分类、主要应用,使用方法
现场总线的发展历程、特点及分类、主要应用,使用方法现场总线（Fieldbus）是一种新型的工业通信技术，它是以数字化的方式将数据传输到工业现场设备和控制系统之间的通信总线。
现场总线的出现大大提高了工业自动化的可靠性、效率、安全和灵活性。
下面将介绍现场总线的发展历程、特点及分类、主要应用和使用方法。
一、发展历程现场总线的发展可追溯到20世纪70年代，当时欧洲的一些机构开始研究数字控制系统。
80年代初，德国联邦教育研究部门的PLC工艺小组提出了“第三代工厂控制理论”，并提出了“现场总线”的概念。
90年代初，现场总线开始应用于工业自动化领域，并逐渐发展成为主流的工业通信技术。
二、特点及分类1. 特点（1）数字化传输：现场总线采用数字化通信方式，避免了模拟信号的干扰和失真，提高了数据的可靠性和准确性。
（2）灵活性：现场总线可以连接多种类型的设备和控制系统，实现设备之间的信息交换和协同工作。
（3）可扩展性：现场总线可以根据工业自动化系统的需求进行扩展和升级，具有很高的灵活性和适应性。
（4）实时性：现场总线可以实现实时数据传输和控制，提高了工业生产的效率和精度。
（5）安全性：现场总线支持加密和认证技术，保障了工业通信的安全性和可靠性。
2. 分类目前常用的现场总线主要有以下几种：（1）Profibus：是德国西门子公司研发的一种现场总线，可以实现高速数据传输和设备的实时控制。
（2）Modbus：是Modicon公司开发的一种现场总线，适用于数据采集和控制。
（3）CAN总线：是一种广泛应用于汽车和工业控制领域的现场总线，具有高速、可靠、抗干扰等特点。
（4）DeviceNet：是美国罗克韦尔公司开发的一种现场总线，适用于工业设备之间的通信和控制。
三、主要应用现场总线广泛应用于各个工业领域，包括制造业、石化、水处理、电力等。
主要应用包括以下几个方面：（1）数据采集和监控：现场总线可以实现对工业设备的数据采集和监控，提高了生产过程的可靠性和效率。
现场总线的发展历程、特点及分类、主要应用,使用方法
现场总线的发展历程、特点及分类、主要应用,使用方法一、现场总线的发展历程现场总线(Fieldbus)技术起源于20世纪80年代，当时主要是为了解决工业控制系统中数据传输和设备互联的问题。
随着技术的不断发展，现场总线技术已经成为现代工业自动化领域的关键技术之一。
1. 20世纪80年代初期，现场总线技术的研究与应用逐渐兴起，主要应用于石油、化工、钢铁等行业的过程控制系统。
2. 20世纪90年代，随着工业控制系统的发展和技术的进步，现场总线技术得到了广泛应用，几乎涵盖了所有工业生产领域。
3. 21世纪初至今，现场总线技术已经成为工业自动化系统的核心技术，越来越多的企业使用现场总线技术实现设备互联和数据传输。
二、现场总线的特点1. 开放性：现场总线技术遵循统一的国际标准，实现了不同厂商设备之间的互通互联。
2. 高可靠性：现场总线技术采用数字通信技术，具有抗干扰能力强和数据传输可靠的特点。
3. 高效率：现场总线技术可以实现设备之间的直接通信，减少了传统集中控制方式中的数据处理环节，提高了系统的响应速度和工作效率。
4. 易扩展性：现场总线技术采用网络式结构，扩展设备非常方便，可以根据实际需要进行灵活配置。
5. 低成本：现场总线技术可以减少布线、降低系统复杂度，从而减轻了系统维护和运行成本。
三、现场总线的分类根据现场总线的应用领域、通信协议和传输速率等特点，现场总线主要分为以下几类：1. 过程自动化现场总线：如FOUNDATION Fieldbus、PROFIBUS PA 等，主要用于过程控制系统中，实现设备之间的数据传输和控制。
2. 工厂自动化现场总线：如PROFIBUS DP、DeviceNet、CANopen 等，主要用于工厂自动化系统中，实现设备之间的数据交换和通信。
3. 传感器/执行器现场总线：如AS-i、IO-Link等，主要用于传感器、执行器等设备之间的通信。
四、现场总线的主要应用现场总线技术广泛应用于石油、化工、钢铁、电力、造纸、建材等工业领域，主要用于以下几个方面：1. 设备监控与控制：通过现场总线实现设备之间的实时数据采集、监控和控制。
汽车总线应用技术
用于悬挂控制、制动控制 等。
车身系统
用于车门控制、座椅控制 等。
动力系统
用于发动机控制、变速器 控制等。
信息娱乐系统
用于音响控制、导航控制 等。
02
汽车总线技术分类与比较
CAN总线
定义
CAN总线是一种串行通信协议， 主要用于汽车内部传感器和执行
器之间的通信。
特点
CAN总线具有高可靠性和实时性， 支持分布式控制，广泛应用于汽车 发动机、底盘和车身控制等系统。
接口设计
接口设计是指设备与总线之间的连接 方式和接口规范，包括物理接口和电 气接口。接口设计需要考虑设备的数 量、分布和功能等因素。
总线软件与开发工具
总线软件
总线软件是汽车总线应用技术的软件 基础，包括驱动程序、应用程序等。 总线软件的设计需要考虑软件的稳定 性、可靠性和可维护性等因素。
开发工具
开发工具是指用于开发和应用汽车总 线技术的工具和软件，包括仿真工具 、调试工具、测试工具等。开发工具 的设计需要考虑开发效率、易用性和 可扩展性等因素。
总结词
娱乐系统的总线应用提供了丰富的多媒体功能和便利的人机交互界面。
详细描述
通过总线技术，汽车娱乐系统能够实现音频和视频的播放、导航功能的集成以及各种智能设备的连接 。这使得驾驶者和乘客在车内能够享受到丰富的多媒体功能，同时也有利于提高驾驶的安全性和便利 性。
05
汽车总线技术发展趋势与挑战
汽车总线技术发展趋势
无线化
随着无线通信技术的发展，未来汽车总线技术将向无线化方向发 展，以减少线束的使用和降低布线成本。
高速化
为了满足大量数据传输的需求，未来总线技术将向高速化方向发展 ，提高数据传输效率。
Profibus发展历程
1. PROFIBUS现场总线发展历程早在20世纪80 年代中期，国外就提出了现场总线，但研究工作进展缓慢，且没有国际标准可以遵循。
直到1984 年，美国仪表协会（ISA）下属的标准与实施组工作中的ISA/SP50 开始制订现场总线的标准。
1985 年国际电工委员会决定由Proway Working group 负责现场总线体系结构与标准的研究工作。
1986 年德国开始制订过程现场总线（process field-bus）标准，简称PROFIBUS，由此拉开了现场总线标准制订和产品开发的序幕。
1987年，德国SIEMENS公司等13家企业和5家研究机构联合开发出了PROFIBUS。
1989年，成为德国工业现场总线协议标准，代号为DIN19245。
1996年，成为欧洲工业现场总线协议标准EN50170V.2(PROFIBUS-FMS-DP)。
到1998年时，PROFIBUS-PA被纳入欧洲工业现场总线协议标准EN50170V.2。
到1999年，PROFIBUS成为国际工业现场总线协议标准IEC61158的组成部分(TYPEIII)。
自二十世纪末以来，国内现场总线技术的研究开始进入起步阶段，1997年5月，中国现场总线（FF）专业委员会建立，并筹建FF现场总线产品认证中心。
同年7月，中国现场总线（Profibus）专业委员会组建，同时开始筹建现场总线（Profibus）产品演示及认证实验室。
此后，包括清华大学、浙江大学在内的许多高校、科研院先后建立自己的现场总线实验室，用于现场总线控制技术的教学实践与研究开发。
2001年11月，国家发展计划委员会在《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2001年度）》中将现场总线技术及其智能仪表的研究、开发及推广应用列为优先发展的高科技重点领域之一，同年成为中国的机械行业标准JB/T10308-3-2001。
到2006年，成为中国的国家工业现场总线协议标准GB/T20540-2006。
《CAN总线》课件
CAN总线的网络拓扑结构
总线拓扑结构
CAN总线常采用“总线”拓扑结构，节点通过总线相连。
树形拓扑结构
扩展的CAN总线也可以采用树形结构，增加节点间的通信和连接。
混合型拓扑结构
实际应用中，总线和树形拓扑结构也可以结合使用，以满足特定的应用需求。
CAN总线的错误处理机制
错误检测
CAN总线采用CRC校验和一些其他 的技术进行检错，确保数据传输 的准确性。
CAN总线的优缺点及与其他总线的比较
优点
• 成熟的技术 • 高性能、高可靠性和实时性强 • 传输速率快，容量大 • 成本较低，可延迟升级
缺点
• 节点建设的成本较高 • 不支持多主机竞争机制 • 防干扰性不如其他总线
CAN总线的应用案例
汽车电子
CAN总线广泛应用于汽车车身控 制、发动机管理、制动系统、车 门锁等功能上。
CAN总线可以实现医疗器械的控 制、监测、通信等功能，提高医 疗设备的智能化。
CAN总线的物理层协议
CAN总线采用的物理层协议是双绞线双向传输，传输速率可选择1Mbps、500Kbps、250Kbps、125Kbps四种。 CAN常用的线缆是屏蔽双绞线。
CAN总线的数据链路层协议
1
逻辑链路控制
CAN总线使用了逻辑链路控制（LLC）协
CAN总线的标准化和认证
CAN总线的标准化和认证很重要，包括ISO11898标准规范、CANopen协议、Can in Automation（CiA）协议等， 同时还需符合CE、EMC、RoHS等认证标准。
信息帧的优先级
2
议。
CAN总线采用“重发优先级”机制，即具有
较高优先级的消息帧比较低优先级的消 息帧CAN总线的LLC协议实现了简单的流控制， 即发送方发完一部分帧后必须等待接收 方的回复才可继续发送。
简述基金会现场现场总线的定义和发展历程
简述基金会现场现场总线的定义和发展历程篇一：基金会现场现场总线(Fieldsite/Field Service总线)是一种现场设备的通信协议,旨在提供一种简单、高效、可靠的通信方式,使设备能够在不连接中央服务器的情况下进行通信。
基金会现场现场总线最初由思科公司开发,并于1997年首次发布。
基金会现场现场总线的定义是指一组定义在通信协议中的规则,用于指导设备和网络之间的通信。
这些规则通常包括设备地址、通信协议、数据格式和错误处理等。
基金会现场现场总线的优点是可以在分布式系统中实现高效的通信和可靠的数据传输,因此被广泛应用于物联网、工业自动化、医疗设备、交通运输等领域。
基金会现场现场总线的发展历程可以分为三个阶段。
第一阶段是早期的基金会现场现场总线,主要用于连接小型设备,如交换机、路由器等,这些设备通常是集中部署的。
第二阶段是2000年左右出现的现场总线,它允许不同类型的设备(如交换机、路由器、集线器等)通过标准化接口进行通信。
第三阶段是近年来发展的趋势,即基于云的基金会现场现场总线,它允许设备和云服务之间进行通信,并提供更高的安全性和灵活性。
基金会现场现场总线的应用非常广泛,包括工业自动化、医疗设备、交通运输、智能家居、智能城市等领域。
在实际应用中,基金会现场现场总线通常与其他通信协议和系统相结合,以实现更复杂的网络结构和更高的性能。
除了提供通信协议和规则外,基金会现场现场总线还可以用于管理设备和网络。
基金会现场现场总线提供了一些标准的功能,如设备配置、故障排除、网络监控等,这些功能可以帮助管理员更好地管理和维护设备和网络。
此外,基金会现场现场总线还可以与其他工具和软件相结合,以提高网络管理和监控的效率和质量。
总之,基金会现场现场总线是一种简单、高效、可靠的通信协议,它在实际应用中得到了广泛的应用。
随着云计算、物联网等技术的不断发展,基金会现场现场总线也在不断演进,以适应不断变化的市场需求。
篇二：基金会现场现场总线(Field Service Communication总线)是一种现场设备与远程服务器之间进行通信的标准接口。
总线的发展历程
总线的发展历程总线的发展历程可以追溯到计算机技术的早期阶段。
在此之前，计算机系统通常是由各个独立组件连接而成，数据和控制信号通过电缆和线路手动传输。
这种方式非常复杂、低效且容易出错。
1950年代，随着计算机技术的发展，人们开始寻求一种更简洁高效的数据传输方式。
当时，IBM公司开发了一种称为S/360的主机系统，其中引入了第一个总线概念。
通过总线，各个设备（如处理器、内存和外部设备）可以直接连接到计算机系统中，简化了硬件的连接和通信方式。
随着时间的推移，总线的概念逐渐得到了扩展和改进。
首先，从单一总线发展为多总线系统，即在计算机系统中同时存在多个总线，每个总线负责不同的任务和数据传输。
这种分离提高了计算机系统的灵活性和可扩展性。
1980年代，随着个人计算机的普及，产生了一个新的总线标准——ISA（Industry Standard Architecture）。
ISA总线通过标准化接口和控制协议，使得不同的硬件设备可以在不同的计算机上互相兼容。
然而，随着计算机性能的提高，ISA总线逐渐变得过时，无法满足高速数据传输的需求。
为了应对高速数据传输的需求，PCI（Peripheral Component Interconnect）总线于1990年代出现。
PCI总线提供了更高的传输速率和更稳定的性能，成为个人计算机领域的主要总线标准。
后来的PCI-X和PCI Express（PCIe）进一步提高了传输速率和数据容量，适应了不断增长的计算需求。
此外，随着移动设备和嵌入式系统的兴起，针对这些设备特点的专用总线也得到发展。
例如，I2C（Inter-Integrated Circuit）总线用于连接微处理器和外部设备的集成电路，SPI（Serial Peripheral Interface）总线用于连接芯片之间的通信。
总的来说，总线的发展历程始于简化计算机系统的连接和通信方式的需求，经过多个阶段的扩展和改进，逐步实现了高速稳定的数据传输。
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总线发展历程
总线发展历程可以追溯到20世纪早期的计算机科学领域。
以
下是总线发展的一些重要阶段：
1. 早期总线：在第一代计算机中，数据传输通过简单的电线和连接器完成。
这些早期的总线通常是单向的，并且仅用于传输二进制数据。
2. 扩展总线：随着计算机的发展，需要更多的设备接入，于是开始引入更复杂的总线系统。
扩展总线允许多种设备通过一个总线连接到计算机，并且可以支持双向数据传输。
3. 标准总线：为了提高计算机之间设备的兼容性，诸如ISA （Industry Standard Architecture）和PCI（Peripheral Component Interconnect）等标准总线开始被广泛采用。
标准总线为不同设备提供了相同的接口标准，使得设备可以在不同计算机之间互换使用。
4. 高速总线：随着计算机性能的提高，对数据传输速度也提出了更高的要求。
高速总线如AGP（Accelerated Graphics Port）
和PCI Express等开始被采用，以满足高速数据传输的需求。
5. 并行总线到串行总线的转变：并行总线在数据传输时需要同时传输多条数据线，这使得布线变得复杂而受限。
为了解决这个问题，并且提高数据传输速度，串行总线开始取代并行总线。
串行总线只使用几条线路传输数据，并通过特定的协议进行数据重组。
常见的串行总线有USB（Universal Serial Bus）、
SATA（Serial Advanced Technology Attachment）和Thunderbolt等。
6. 现代总线：随着计算机和通信技术的不断发展，如今的总线已经变得更为复杂和高效。
现代总线不仅支持高速数据传输，还具备更强大的功能，例如支持热插拔、提供电源管理等。
此外，一些特定行业和应用领域还出现了专用的总线标准，如汽车领域的CAN总线。
总线的发展历程不仅提升了计算机的处理能力和可扩展性，也为不同设备和技术之间的互联提供了便利。
总线的不断演进和创新将继续推动计算机和通信领域的发展。