Jump to content

    
Sign in to follow this  
ko80

Сеть передачи данных 100 Mbit на 25 устройств на расстоянии до 3 метров

Recommended Posts

Добрый день, коллеги!

Прошу помощи в выборе варианта построения высокоскоростной сети передачи данных между микроконтроллерами.

Итак, есть главное мастер-устройство и от 12 до 24 ведомых устройств. Все ведомые устройства должны получать от мастер-устройства 10 Мбит данных в секунду и передавать обратно 10 Мбит данных в секунду. Ведомые устройства не передают данные между собой, только на мастер-устройство.

В итоге общий исходящий трафик от мастер-устройства составляет от 120 Мбит/сек до 240 Мбит/сек. И столько же трафика должно идти обратно от ведомых устройств на мастер.

Ведомые устройства располагаются в четырех разных направлениях от мастера, по 4-8 устройств в цепочке в каждой ветке. Все устройства соединены витой парой. Каждая ветка - это 50 см до мастера, затем между остальными устройствами в цепочке еще по 20-30 см. Наибольшее расстояние от мастера до ведомого устройства - 3 метра.

Все данные - realtime, потери недопустимы, перерывы допустимы максимум на 20-30 мсек.

 

На низких скоростях в пределах 1-2 Мбит/сек я бы просто сделал сеть на RS-485 или M-LVDS и качал бы данные через USART.

 

Как построить сеть передачи данных под такие требования - вопрос нетривиальный. Единственный вариант, какой я вижу - это бросать M-LVDS от мастера до каждого ведомого устройства отдельной витой парой и в полудуплексом режиме качать данные. Но на микроконтроллер такие битрейты не заведешь - это нужно ставить FPGA и на ней делать какой-то специальный канальный протокол, наверное с применением манчестерского кода. А с FPGA бросать на микроконтроллер, например, через SPI и DMA.

 

Порекомендуйте, пожалуйста, как совсем не надо делать и какой вариант стоит рассмотреть.

 

А то меня тут подталкивают сделать эту сеть на основе USB HS с кучей вложенных хабов. Это, конечно, красивый вариант, но интуиция подсказывает, что 24 и даже 12 устройств одновременно на USB передающие в таком объеме realtime данные - это фантастика и работать это не будет.

Edited by ko80

Share this post


Link to post
Share on other sites

А Ethernet почему не рассмтриваете? Примерно аналогичных три проекта было у меня, только расстояния и датчиков поболее, все через Ethernet до сих пор успешно работает.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Согласен с предыдущим оратором.

Мастер - фпга-шка с гигабитом эзернета.

Свич с хотябы одним гигабитным аплинтом.

Слейвы - думаю МК потянет 10 мебагит эзернета.

 

Из плюсов - простая топология и масштабируемость, универсальность транспортного уровня.

Share this post


Link to post
Share on other sites
18 минут назад, ko80 сказал:

А то меня тут подталкивают сделать эту сеть на основе USB HS с кучей вложенных хабов. 

Помню я как при отладке зависал USB, а котором сидел модуль для загрузки ПЛИС. И приходилось вручную передергивать кабель. Причем серый китайский на 3 метра не работал, только черный немецкий...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ethernet - это сразу две витые пары, а не одна. Поправьте, если я не прав.

А ещё это обязательно трансформатор и под него вообще нет места, габариты очень ограничены.

Еще варианты, пожалуйста!

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 minutes ago, ko80 said:

Еще варианты, пожалуйста!

Оптимизировать трафик (поработать над сжатием данных и т.п.), может быть до CAN-шины и ужмётесь)

Share this post


Link to post
Share on other sites
9 минут назад, ko80 сказал:

А ещё это обязательно трансформатор и под него вообще нет места, габариты очень ограничены.

Не обязательно. И две пары - тоже необязательно, бывает полудуплекс.

Share this post


Link to post
Share on other sites

CAN - это, конечно, прекрасно, но ужать 120-240 Мбит данных в 1 Мбит или пусть даже CAN FD - нереально.

 

Ок, есть реальные примеры сети Ethernet на 25 устройств без трансформаторов?

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 minutes ago, ko80 said:

А ещё это обязательно трансформатор и под него вообще нет места, габариты очень ограничены.

Сейчас нормальная практика - покупать разъемы с встроенным трансом. Габарит у них почти такой-же, чуточку только крупнее.

Share this post


Link to post
Share on other sites
32 минуты назад, shodan_x сказал:

Из плюсов - простая топология и масштабируемость, универсальность транспортного уровня.

Главное - в этой фразе. Это значит, что проект можно будет потом наращивать, переходить на любое удаленное управление по сети. Только сразу делайте с трансформаторами, как положено. На 3-х метрах по земле помех не будет? Хотите рискнуть и проверить? Или без риска и с гарантией?

И для отладки слэйвов не придется ничего изобретать, просто подключите к свитчу.  

Share this post


Link to post
Share on other sites
15 minutes ago, ko80 said:

Так у нас и разъем не влезает, все провода будут впаяны. Неразборная конструкция вообще.

Если корпус пластик - вафля хорошее решение.

На 2.4 есть контроллеры с вафлей на борту. На стороне мастера какой-нить микротик поставить с несколькими каналами (до 3-х если 54 мегабита на канал) как точка доступа-конвертор среды. На 5 встроенной вафли я пока не встречал, но можно поискать, если найдется полоса будет достаточной и для большего числа датчиков. Либо посмотреть в сторону n-стандарта на 2.4, но контроллеров с встроенным n я пока тоже че-то не встречал, но вики говорит что они есть.

 

Тогда вообще о злосчастных проводах забудите!

Edited by shodan_x

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 минут назад, ko80 сказал:

Так у нас и разъем не влезает, все провода будут впаяны. Неразборная конструкция вообще.

Соединить в кольцо. TX мастера - на RX 1-го ведомого, TX каждого предыдущего ведомого - на RX каждого последующего ведомого, TX последнего ведомого - на RX мастера.

Тогда нужна будет только одна пара проводов и каждый сегмент передачи будет работать как точка-точка.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this