© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Chương 1
Hệ thống
thông tin công nghiệp
1/20/2006
4.3 Kiểm soát truy nhập bus
2
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
4.3 Kiểm soát truy nhập bus
© 2005 - HMS
4.3 Kiểm soát truy nhập bus
1. Vấn ₫ề kiểm soát truy nhập bus
2. Phương pháp Master/Slave
3. Phương pháp Token Passing
4. Phương pháp TDMA
5. Phương pháp CSMA/CD
6. Phương pháp CSMA/CA
3
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
4.3 Kiểm soát truy nhập bus
© 2005 - HMS
1. Vấn ₫ề kiểm soát truy nhập bus
 Kiểm soát truy nhập bus (Bus access control, Medium
Access Control): Phân chia thời gian truy nhập ₫ường
truyền (gửi tín hiệu ₫i)
 Phương pháp kiểm soát truy nhập bus ảnh hưởng tới:
— ₫ộ tin cậy
— tính năng thời gian thực
— hiệu suất sử dụng ₫ường truyền
 Phương pháp kiểm soát truy nhập bus liên quan chặt
chẽ tới, nhưng không ₫ồng nghĩa với cơ chế giao tiếp.

n biết xung đột
CSMA/CD
CSMA/CA
Tránh xung độ
t
5
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
4.3 Kiểm soát truy nhập bus
© 2005 - HMS
2. Phương pháp chủ/tớ (Master/Slave)
 Vai trò của trạm chủ:
—Kiểm soát hoàn toàn giao tiếp trong hệ thống, hoặc
—Chỉ ₫óng vai trò phân chia quyền truy nhập bus
Master
Slave Slave Slave Slave
6
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
4.3 Kiểm soát truy nhập bus
© 2005 - HMS
Ưu ₫iểm và nhược ₫iểm
 Ưu ₫iểm:
—Tiền ₫ịnh
— Đơn giản, ₫ỡ tốn kém
— Trí tuệ tập trung tại một trạm chủ
 Nhược ₫iểm
— Độ tin cậy phụ thuộc vào một trạm duy nhất
—Hiệu suất trao ₫ổi dữ liệu giữa hai trạm tớ thấp
 Ứng dụng chủ yếu
—phổ biến trong các hệ thống bus cấp thấp (bus trường
hay bus thiết bị)

m 6
Tr
¹
m 2
Tr
¹
m 3
Token Ring
Token
Tr
¹
m 3 Tr
¹
m 4
Tr
¹
m 5
Tr
¹
m 6
Tr
¹
m 1
Tr
¹
m 2
Token
Token Bu
s
9

quyền
nhận token.
11
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
4.3 Kiểm soát truy nhập bus
© 2005 - HMS
Ưu ₫iểm và nhược ₫iểm
 Ưu ₫iểm:
—Tiền ₫ịnh
— Độ tin cậy cao hơn nhờ vai trò bình ₫ẳng
—Phùhợp cho nhiều cơ chế giao tiếp khác nhau
 Nhược ₫iểm:
—Phức tạp
 Ứng dụng
—Chủ yếu ở cấp phía trên (bus ₫iều khiển, bus hệ thống)
12
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
4.3 Kiểm soát truy nhập bus
© 2005 - HMS
Kết hợp với Master/Slave (Multimaster)
Master
(1)
Slave
(2)
(1) Token passing gi÷a c¸c tr¹m tÝch cùc
(2) Master/slave gi÷a mét tr¹m tÝch cùc vμ mét sè tr¹m kh«ng tÝch cùc
Master Master Master Master
Slave Slave Slave
13
© 2004, HOÀNG MINH SƠN

© 2004, HOÀNG MINH SƠN
4.3 Kiểm soát truy nhập bus
© 2005 - HMS
5. CSMA/CD
 Một phương pháp truy nhập bus ngẫu nhiên, nổi tiếng
cùng mạng Ethernet (IEEE 802.3)
 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision
Detection)
— Carrier Sense: Cảm nhận, nghe ngóng ₫ường truyền
— Multiple Access: Đa truy nhập (₫ương nhiên!)
— Collision Detection: Nhận biết xung ₫ột
16
â 2004, HONG MINH SN
4.3 Kim soỏt truy nhp bus
â 2005 - HMS
Nguyờn tc lm vic
1. carrier
sense
A
phát hiện xun
g
đ
ộ
t, hủ
y
bỏ bức đIện
Chờ một thời gian ngẫu nhiên v lặp lại
A
B C
A

© 2005 - HMS
Điều kiện ràng buộc
 Điều kiện ràng buộc giữa chiều dài dây dẫn, tốc ₫ộ
truyền thông và chiều dài bức ₫iện
 Tại sao? Một trạm chỉ có thể dừng gửi một bức ₫iện khi
nó chưa gửi xong!
 Điều kiện:
(Chiều dài bức ₫iện n / Tốc ₫ộ truyền v) > 2T
S
<=> n/v > 2l/(0,66*300.000.000),
với l là chiều dài dây dẫn và hệ số k = 0,67
<=> lv < 100.000.000n
 Ví dụ: Fast Ethernet (100Mbit/s)
l = 100m => một bức ₫iện không thể ngắn hơn 100 bit.
 Hệ quả xét về hiệu suất sử dụng ₫ường truyền và khả
năng ứng dụng?
18
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
4.3 Kiểm soát truy nhập bus
© 2005 - HMS
Ưu ₫iểm và nhược ₫iểm
 Ưu ₫iểm:
—Rất linh hoạt, không cần ₫ặt cấu hình mạng trước
— Được sử dụng rộng rãi
 Nhược ₫iểm:
—Thiếu tính tiền ₫ịnh
—Thuật toán phức tạp
 Ứng dụng:
—Chủ yếu ở mạng cấp cao (Ethernet)
—Gần ₫ây ₫ược sử dụng ở cấp thấp: Sử dụng công nghệ

 Một phương pháp cải tiến từ CSMA/CD, bổ sung mức
ưu tiên ₫ể cải thiện tính thời gian thực
 Nổi tiếng cùng mạng CAN (Controller Area Network)
21
â 2004, HONG MINH SN
4.3 Kim soỏt truy nhp bus
â 2005 - HMS
Nguyờn tc lm vic
T1
0
1 0*
T2
0
1 1*
R1
0
1 0
R2
0
1 0
0 1
0 1
Phát hiện lỗi
> ngừng phát
Mức tín hiệu lấn át
> phát tiếp
22
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
4.3 Kiểm soát truy nhập bus
© 2005 - HMS

00000011
SD ID

SD ID DA
SA
24
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
4.3 Kiểm soát truy nhập bus
© 2005 - HMS
Ưu ₫iểm và nhược ₫iểm
 Ưu ₫iểm
— Linh hoạt
— Tính thời gian thực tốt hơn CSMA/CD
 Nhược ₫iểm
—Tốc ₫ộ truyền thấp
—Khoảng cách truyền ngắn