Определение мастера в многомастерной сети Опции

[Славентий]

Добрый день.
Может не совсем правильно озаглавил тему, поэтому освещаю суть проблемы.

Имеется некоторое устройство, считающее значение фазы и формирующее на основании данного значения управляющие импульсы. Данное устройство должно работать как индивидуально, так и в группе с несколькими аналогичными устройствами. При работе в компании, одно из устройств должно быть ведущим и раздавать остальным рассчитанное значение фазы. Для организации сети планируется использовать один из вариантов: CAN или SCI(UART). CAN поддерживает аппаратный арбитраж, но может не удовлетворить по скорости передачи. SCI же удовлетворяет по скорости, но, как мне кажется, придется придется прибегать к привлечению человека в вопросе выбора мастера (допустим ставить перемычку в разъеме соединения блоков, куда выведены линии цифрового входа устройства, или ставить на каждый блок клавишу запуска/указания мастера).

Вопрос: какой из методов можно использовать, чтобы обеспечить работу устройства как в одиночном режиме, так и в сети, с минимальным набором действий и участием человека по указанию мастера в сети, а лучше вообще без участия человека?

Заранее благодарен за внимание.



Сообщение отредактировал Славентий - Feb 21 2012, 07:29

[Ruslan1]

При работе в компании, одно из устройств должно быть ведущим и раздавать остальным рассчитанное значение фазы.

Если Вы в состоянии алгоритмизировать (полностью описать на понятном железу языке условие возникновения и обработки) эту ситуацию, то участие человека для втыкания перемычки не нужно, устройства сами по заданному Вами алгоритму выберут "ведущего". Если ситуация не подается полной алгоритмизации - то без человека не обойтись. Тип интерфейса тут совершенно ни при чем.

[Славентий]

Выбор ведущего должен определяться по какому-либо свойству, программному или аппаратному. Аппаратное - перемычка, кнопка и т.п. Программное - число в памяти. В первом варианте необходимо контролировать перемычки/кнопки, а во втором в каждой прошивке изменять число. Может есть альтернативные варианты?

[haker_fox]

Может есть альтернативные варианты?

Есть) По умолчанию устройсто всегда слушает линию. Неважно, работает оно автономно, или в сети.
При включении устройства, через случайный промежуток времени, если по линии ничего не пришло, оно назначает себя мастером, и отправляет широковещательный пакет. Таким образом, мастер сам назначается в сети...

[kolobok0]

...через случайный промежуток времени..

кстати о йожиках...

осталось понять откуда его красиво взять.
1) прошивать уникальный номер и привязываться к нему - возня с уникальностью при прошивке железа.
2) ацп шумы
???


(круглый)

[toweroff]

2) ацп шумы

и если этот пин уже отдан под другую функцию... какой шум в кристалле (допустим, для 10бит разрешения)?
если еще с разводкой аналоговой земли "накосячить", то результат, наверное, должен быть неплохой

[zombi]

Если в устройстве есть RTC то при включении использовать его значение в качестве случ.вел.

[toweroff]

Если

ключевое слово.

[zombi]

ключевое слово.

А наличие ацп сомнению не подвергается

[_Pasha]

Можно предусмотреть некоторую команду, по которой функции ведущего делегируются кому-то из ведомых. И никогда не поверю, что в системе нет проблем с динамическим назачением адресов - всё равно одна кнопка уже присутствует.

[toweroff]

А наличие ацп сомнению не подвергается

ну уж всяко чаще есть на борту, а вот RTC может и не быть... да даже если есть, то не используется

[zombi]

ну уж всяко чаще есть на борту, а вот RTC может и не быть... да даже если есть, то не используется

Вот и самое время использовать оный!

А вообще то я не совсем понимаю зачем нужен именно "случайный промежуток времени"?
Ведь включение это уже случайность.

[toweroff]

Вот и самое время использовать оный!

Ведь включение это уже случайность.

если нет батарейки, то после включения всегда получим одно и то же значение
И где тут случайность?

[zombi]

если нет батарейки, то после включения всегда получим одно и то же значение
И где тут случайность?

Я имел ввиду не RTC без батарейки, а то что вкючить несколько устройств одновременно не возможно.

[toweroff]

Я имел ввиду не RTC без батарейки, а то что вкючить несколько устройств одновременно не возможно.

нууу... спорно. Общий рубильник выкл/вкл, например

[kolobok0]

...вкючить несколько устройств одновременно не возможно.

если представим девайсы сидят на одной фазе... 220 стухло, потом появляется... с точки зрения скорострельности МК - тайминги будут копеечными. задача сводится к разведению фаз, перехода в активность на передачу, как можно дальше.

(круглый)

[zombi]

нууу... спорно. Общий рубильник выкл/вкл, например

Всё зависит от того какой интервал времени выбрать в качестве критерия одновременности ...г,д,ч,м,c,мс,мкс,нс,пс...

[toweroff]

Всё зависит от того какой интервал времени выбрать в качестве критерия одновременности ...г,д,ч,м,c,мс,мкс,нс,пс...

ну г,д,ч,м,с можно смело фтоппко
а с остальными - это уж как может RTC выдавать
Хорошо, согласен, что с подобными временнЫми интервалами есть случайные величины - разброс емкостей питания, нарастание напряжения ядра, RTC,... есть некоторый разброс
Но, хорошо шумящий ADC, имхо, лучше

[zombi]

Но, хорошо шумящий ADC, имхо, лучше

Согласен на все 100%.

А по поводу случайного интервала :
если вероятность получения несколькими устройствами одинакового интервала не нулевая (теория вероятности), то это "ОЙ" произойдёт в самый не подходящий момент (это уже закон подлости).

[toweroff]

это уже закон подлости

нет, Мерфи:

Если есть несколько возможных вариантов исхода каждого из событий, и часть вариантов является нежелательной, причём в разной степени, то при возрастании количества испытаний вероятность выпадения наиболее нежелательного варианта стремится к единице.

[Славентий]

Если в устройстве есть RTC то при включении использовать его значение в качестве случ.вел.

RTC - RealTimeClock?

нууу... спорно. Общий рубильник выкл/вкл, например

если устройства работают в сети, то питание так и подается на все сразу

ну г,д,ч,м,с можно смело фтоппко
а с остальными - это уж как может RTC выдавать
Хорошо, согласен, что с подобными временнЫми интервалами есть случайные величины - разброс емкостей питания, нарастание напряжения ядра, RTC,... есть некоторый разброс
Но, хорошо шумящий ADC, имхо, лучше

шумы ацп не получится использовать. в устройстве используется несколько каналов для измерений, а неиспользуемые выводы ацп посажены на аналоговую землю, для повышения точности измерений

значит все-таки не обойтись без кнопок\перемычек...

[Ruslan1]

значит все-таки не обойтись без кнопок\перемычек...

Джампер- самый лучший из вариантов, если условия эксплуатации позволяют.
Алгоритм, основанный на вероятностях- это яма, в которую Вы рано или поздно упадете, лучше ее вообще не выкапывать.

[zombi]

RTC - RealTimeClock?

Да часы или просто энергонезависимый счетчик RealTimeCounter.

Самый простой вариант это кнопка.
А чтобы сказать более точно возможно ли без оной обойтись, нужно более точно знать характеристики сети:
времянки, макс. кол-во устройств в сети, вообще предполагаемое кол-во выпущенных устройств и т.д.

[haker_fox]

Алгоритм, основанный на вероятностях- это яма, в которую Вы рано или поздно упадете, лучше ее вообще не выкапывать.

А как же Ethernet? Там через случайный промежуток времени повторяется передача, если канал занят...

[toweroff]

А как же Ethernet? Там через случайный промежуток времени повторяется передача, если канал занят...

но там нет мастера. Здесь нужно однозначно назначить мастера автоматом

хотя... отсылать пакет мастеру, если его нет - в течение определенного интервала - автоназначить себя мастером...
в принципе, можно механизм придумать

[haker_fox]

но там нет мастера. Здесь нужно однозначно назначить мастера автоматом

хотя... отсылать пакет мастеру, если его нет - в течение определенного интервала - автоназначить себя мастером...
в принципе, можно механизм придумать

Я знаю, что в Ethernet нет мастера Я имел в виду, что там используется передача через случайный промежуток времени, если обнаружена коллизция. И этот метода работает по всему миру. Мои знания не устарели?
Это все к тому, что случайность - не такая уж и дыра, в которую можно попасть

[Sergey_Aleksandr...]

Имеет ли каждое устройство свой уникальный серийный номер или иной идентификатор? Например, у кого больше (меньше), тот и мастер на шине.

UPD Тут подумал вот о чём. Если одно из устройств при работе в сети перезагрузится (помеха по питанию, сбой в ПО и т.п.), то оно "забудет", кто был ведомым, а кто ведущим и запустит механизм захвата шины. Произойдёт коллизия. Нужно уметь обрабатывать коллизии. Или ввести помимо механизма захвата шины механизм её удержания. Например, мастер периодически (раз в 10мс) шлёт пакет "мастер на шине есть". При отвале самого мастера пакет не генерируется и бывшие ведомые начинают по новой захватывать шину. Но при этом должна быть реализована задержка запуска механизма захвата шины, бОльшая интервала времени между пакетами мастера "шина захвачена".

[Славентий]

Имеет ли каждое устройство свой уникальный серийный номер или иной идентификатор? Например, у кого больше (меньше), тот и мастер на шине.

спасибо за идею, была такая мысль. но в данном случае появляются заморочки при прошивке устройства. придется каким-то образом при прошивке контроллера помимо самой firmware в память записывать дополнительные данные (серийный номер или, может быть, время прошивки, или еще что-то уникальное) причем так, чтобы не лазить в коде, и чтобы процесс был автоматизирован (чтобы данные уникальности для каждого устройства автоматически изменялись после каждого процесса прошивки).

Сообщение отредактировал Славентий - Feb 24 2012, 10:22

[haker_fox]

спасибо за идею, была такая мысль. но в данном случае появляются заморочки при прошивке устройства. придется каким-то образом при прошивке контроллера помимо самой firmware в память записывать дополнительные данные

Это дело можно автоматизировать при помощи скрипта, который запускает прошивку МК. После прошивки номер инкрементируется. Можно отвести на номер 6 байт, не так много. Будет аналогия с MAC-адресом)))

[Ruslan1]

Я знаю, что в Ethernet нет мастера Я имел в виду, что там используется передача через случайный промежуток времени, если обнаружена коллизция. И этот метода работает по всему миру. Мои знания не устарели?
Это все к тому, что случайность - не такая уж и дыра, в которую можно попасть

дыра. по определению.
В какие только дебри народ согласен залезть, лишь бы джампер на плате не ставить
Если для Вас заложить и поддерживать джампер сложнее, чем писать-отлаживать-имплементировать в устройство механизм разборки коллизий и всего что с этим связано- снимаю шляпу. Я в свое время почитал о том как езернет разруливает все нештатные ситуации- понял, что лучше это все обойти, чем влезать.
Кстати про езернет и мастеров- если вы захотите автоматически назначать адреса, то и там нужен специальный DHCP сервер, вольницы "сами все решим без главного" в сети не наблюдается.

[toweroff]

спасибо за идею, была такая мысль. но в данном случае появляются заморочки при прошивке устройства. придется каким-то образом при прошивке контроллера помимо самой firmware в память записывать дополнительные данные (серийный номер или, может быть, время прошивки, или еще что-то уникальное) причем так, чтобы не лазить в коде, и чтобы процесс был автоматизирован (чтобы данные уникальности для каждого устройства автоматически изменялись после каждого процесса прошивки).

слабо поставить на каждую плату какой-нибудь даллас, типа DS1990, только в подходящем корпусе?

[Sergey_Aleksandr...]

Если для Вас заложить и поддерживать джампер сложнее, чем писать-отлаживать-имплементировать в устройство механизм разборки коллизий и всего что с этим связано- снимаю шляпу.

Жизненная ситуация №1: пользователь по ошибке вклчил в сеть с существующим мастером ещё одного мастера (забыл снять джампер).
Жизненная ситуация №2: в сети мастер отвалился (завис, сгорел и т.д.). Устройства как стадо баранов стоят и ждут "рассчитанное значение фазы", т.е. ничего не делают и при этом пользователь даже не догадывается о проблеме.

Даже с аппаратным определение мастера обязательно должна быть реализована детекция коллизий на шине.

По поводу автоматизации генерации уникального номера при прошивке - поищите в сети. Для AVR, например, существует тулза AVRDude, которая может самостоятельно инкриментировать серийный номер в ПЗУ при каждой перепрошивке. Для других МК, думаю, найдутся программы с подобным функционалом.

[Славентий]

Жизненная ситуация №1: пользователь по ошибке вклчил в сеть с существующим мастером ещё одного мастера (забыл снять джампер).
Жизненная ситуация №2: в сети мастер отвалился (завис, сгорел и т.д.). Устройства как стадо баранов стоят и ждут "рассчитанное значение фазы", т.е. ничего не делают и при этом пользователь даже не догадывается о проблеме.

Даже с аппаратным определение мастера обязательно должна быть реализована детекция коллизий на шине.

По поводу автоматизации генерации уникального номера при прошивке - поищите в сети. Для AVR, например, существует тулза AVRDude, которая может самостоятельно инкриментировать серийный номер в ПЗУ при каждой перепрошивке. Для других МК, думаю, найдутся программы с подобным функционалом.

про "жизненные ситуации" это Вы прямо в точку! за наводку по софту спасибо, буду искать.

[Sergey_Aleksandr...]

ТС, а что за МК (или ПЛИС) вы используете? Дело в том, что некоторые МК имеют свой уникальный идентификатор, который вшит в них уже при производстве. Из известных мне, ID имеют XMEGA, STM8 и STM32.

[Славентий]

система разрабатывается на TMS320F28069 от Texas Instruments, по даташиту внутреннего идентификатора не встречал

[Andrew2000]

Есть такой древний стандарт - Profibus (часть 2) - там вся эта многомастерность подробно и аккуратно расписана.

[maksimp]

шумы ацп не получится использовать. в устройстве используется несколько каналов для измерений, а неиспользуемые выводы ацп посажены на аналоговую землю, для повышения точности измерений

Получится использовать. Все каналы АЦП всё равно шумят, и в том числе подключённые к земле. А значения измеряемых величин тем более можно рассматривать как случайные. Хотя объём случайности может быть и не велик - например по 1 биту с канала АЦП.
Взять значения всех каналов АЦП, составить вместе (то есть записать в последовательно расположенные элементы массива), по ним вычислить CRC или MD5 или что-то подобное чтобы смешать все каналы АЦП вместе. То что получится - случайное число. По этому числу определить время задержки до начала передачи. Начать передачу. Если коллизия - то может быть у другого блока такие же значения с АЦП - тогда ещё раз заново взять значения всех каналов АЦП и т.д.


Сообщение отредактировал maksimp - Feb 25 2012, 05:59

[haker_fox]

Если для Вас заложить и поддерживать джампер сложнее,

Прошу прощения, я не автор темы. Я вообще ничего закладывать и поддерживать не собираюсь
В своей сети на базе RS-485 я предподчитаю мастер задавать "дедовским способом", т.е. вручную.
Почему я предложил вариант со случайным временем? Да потому, что автор попросил что угодно. Вот я и предложил что угодно) Вариант с джампером уже был.

Я еще и прошивку идентификатора предложил выше, 6 байт, аналогия с MAC-адресом. Вроде на весь мир хватает)))

[Ruslan1]

Прошу прощения, я не автор темы. Я вообще ничего закладывать и поддерживать не собираюсь
В своей сети на базе RS-485 я предподчитаю мастер задавать "дедовским способом", т.е. вручную.

Не, это я прошу прощения, чего-то меня не в ту степь понесло. У топикстартера несколько другое назначение устройства, названного мастером, чем я привык. У него это не строго определенный контроллер, а просто один из всех. То есть на каждом участке сети (любом изолированном участке) требуется обеспечить уникальность мастера. Если мастеров стало ноль (сломан/связь порвалась) - выбрать нового из всех подключенных слейвов. Если мастеров стало больше одного (два ранее независимых сегмента сети соединили) - нужно чтобы "выжил только один".

По мне я бы собрал систему на CAN, которая позволяет расставить приоритеты, и считал бы сообщением от мастера (фаза или что там) сообщение с максимальным приоритетом за время, равное интервалу сеанса связи. Тогда вообще париться не нужно, все предсказуемо и дубово, не нужно передавать никакие полномочия вообще.