淺析數據傳輸控制

張海濱

摘要：為實現數據的可靠穩定傳輸與控制，通過研究工業以太網、TCP/IP協議、雙網卡冗余和快速故障恢復技術，設計組建了綜合數據傳輸與控制系統，有效提高了多數據的遠程傳輸與控制的可靠性和穩定性；在環境較為惡劣，且測量參數與控制設備較多的現場測量中，該綜合數據傳輸與控制系統可實現多數據的可靠穩定傳輸和遠程控制。本文對數據傳輸控制技術進行一個分析。

關鍵詞：數據傳輸 控制 TCP/IP 技術 分析

1 數據傳輸方式概述

依照適當的規程，數據經過一條或多跳鏈路實現數據源與數據宿之間傳送的過程即為數據傳輸，也表示，數據借助信道信號從一處被送往另一處的操作。數據信息在兩個終端傳輸時需要遵照一定的通信協議并且依靠數據傳輸技術來支持，這種通信業務和方式就是數據通信。通過數據通信能夠有效的在計算機之間、終端之間以及終端和計算機之間有效的傳遞數據，因此，數據通信是繼電話和電報業務之后的第三大通信業務。數據通信與電話和電報通信相比，具有實現終端到計算機、計算機到計算機以及人與人之間通信的優勢。數據通信以二進制的形式傳輸數據，并且與遠程處理具有關聯性，主要包括過程控制、信息檢索以及科學計算機等廣義的信息處理內容。數據通信和信息處理是遠程信息處理系統或計算機系統必須實現的兩個基本功能。前者為后者提供了信息傳輸服務，而后者利用前者提供的服務實現系統應用。數據通信作為一個系統，主要由計算機、遠程終端以及數據電力和相關設備組成。通過信息傳輸信道將一地數據源發出的數據信息傳遞到另一地的數據接受設備的過程就是數據傳輸，實現的基礎即為數據通信。根據不同的應用要求，系統規定了不同類型的數據鏈路控制規程以改善傳輸質量降低差錯率，并確保傳輸過程的有效進行。

2 數據傳輸方式分析

2.1 并行數據傳輸 由0和1組成的二進制值可以組成n比特的位組。計算機使用和生成以比特組為單位的數據，就象我們在英語會話時用詞而不是一個個的字母來交流一樣。通過分組，我們可以一次發送n個比特而不是一個比特。這稱為并行傳輸。從概念上說，并行傳輸的機制很簡單：一次使用n條導線來傳輸n個比特。這種方式下、每個比特都使用專用的線路，而一組中的n個比特就可以在每個時鐘脈沖從一個設備傳輸到另一個設備。并行傳輸的優勢在于速度。當其他因素相同時，并行傳輸將比串行傳輸的速度快n倍，但同時也存在一個嚴重缺點：費用高。為進行數據傳輸，并行傳輸需要M條通信線路。因為如此昂貴，所以并行傳輸通常被限制在最長25英尺的距離內。

2.2 串行數據傳輸 在串行傳輸中，比特是一個一個依次發送的。因此在兩個通信設備之間傳輸數據只需要一條通信信道，而不是n條。

3 數據傳輸控制方式

3.1 單工 在單工方式中，通信就像單行道一樣單向進行。一個鏈路的兩個站點中，一個進行傳輸，而另一個只能接收。鍵盤和傳統監視器都是單工設備的例子。鍵盤只能接受輸入，監視器只能接受輸出信號。

3.2 半雙工 在半雙工方式下，雖然每個站點都可以實現發送和接收，但是不能同時發送和接收。當其中一個設備是發送狀態時，另一個只能是接收。半雙工方式象只有一個車道的雙向交通。當車輛朝某個方向行駛時，向另一方向行駛的必須等待。在半雙工方式中，無論那一方開始傳輸，就使用信道的整個帶寬。對講機和民用無線電即是半雙工系統。

3.3 全雙工 在全雙工方式中（也叫雙工方式），兩個站點同時都可以進行發送和接收。全雙工方式象同時允許兩個方向的車輛通行的雙車道公路交通。兩個方向的信號在全雙工方式下共享鏈路寬帶。這種共享分兩種方式：第一，具有兩個物理上獨立的傳輸路徑，一條發送一條接收；第二，同時傳輸兩個方向的信號將信道的寬度一分為二。

4 I/O設備的數據控制傳輸

按照I/O控制功能的強弱，以及和CPU之間聯系方式的不同，可把I/O設備的數據傳輸方式分為4種：程序直接控制方式（查詢控制方式），中斷控制方式，DMA方式，通道方式。下面我們主要對前三種進行一個介紹。

查詢控制方式：在程序的主動控制下，為了完成相應的程序操作，一般通過讀取狀態寄存器了解接口的情況。通過時間密集查詢操作及時了解接口的狀態。CPU效率低。

中斷控制方式：當結構出現需要程序干預的事件時，為了便于執行不同的代碼處理，一般都是通過中斷通知CPU，CPU再讀取狀態寄存器以確定事件的種類。CPU效率高而且及時。

DMA（Direct Memory Access）控制方式：CPU與接口的數據傳送采用DMA傳送，即傳送的具體過程由硬件（DMA控制器）完成，傳送速度比通過CPU快，尤其是在批量傳送時效率很高。

參考文獻：

[1]陳虹，史旺旺，唐鴻儒，蔣步軍.基于TCP/IP網絡的遠程控制仿真系統的研究[J].計算機測量與控制，2005年02期.

[2]黃文君，謝東凱，盧山，何偉挺.一種高可用性的冗余工業實時以太網設計[J].儀器儀表學報，2010年03期.

[3]邵立，徐貴勇，黃曙光.運用鄰接矩陣法重現目標網絡拓撲結構[J].兵工自動化，2003年02期.

[4]倪一鳴.基于UC/OS-Ⅱ的網絡控制系統通訊接口設計[J].兵工自動化，2003年03期.