資料傳輸方法

資料傳輸方式

Ethernet 採集模組依不同的取樣方式將外部的類比訊號轉換成數位訊號,這些數位資料先暫存在模組的記憶體內,再利用不同的資料傳輸方式將資料經由 TCP 傳送至PC Host 端。

兩種方式:

1.一問一答模式(Command Response Mode)

一問一答模式為採集模組常採用的通訊方式,當主機發送命令至模組時,模組才開始採集資料,接著再將資料傳送回主機。另一種方式,如 Modbus/TCP 等協議,採集模組的韌體會以固定的取樣速度採集資料暫存在模組記憶體 (如 Modbus Register table),當主機發送命令至模組,模組會依需求將暫存的相關資料傳送回向主機。

圖 1. 一問一答通訊模式示意圖

此模式資料傳輸由 Host PC 軟體控制,由於大多數 Host PC 其硬體處理速度不同,它的作業系統 (Windows , Linux) 為多工處理,非即時系統,系統會因不同軟體及執行數量影響,導致送出命令的時間會不穩定,而且 Ethernet 網路速度或網路拓樸架構不同,也會影響送出命令的時間穩定度。當通訊速度與取樣速度不同時,導致主機詢問的命令會重覆讀取暫存的採集資料,或漏掉目前採集的資料,而讀到下一筆資料等情形,讀取的採集資料就會有不連續的現象發生。

使用此方式,除了採集的時間較不穩定,也無法符合高採集率及高資料量採集的需求。

 

下圖2為一問一答通訊模式時序圖,主機的詢問時間t1~t5都不相同。在A,B處可以明顯看出讀取的採集資料與輸入訊號的資料有所不同。

圖2. 一問一答通訊模式時序圖

2. 串流模式 (Streaming Mode)

串流模式適合大吞吐量資料傳輸的通訊方式。資料擷取速度非常快,但為了維持快速速率,必須對資料進行緩衝並以大封包的形式從裝置移動到主機。

泓格模組的串流作法,模組大多採用同步掃描或/間隔掃描取樣,此兩種作法可設定不同的資料取樣率(掃描速率指定每次掃描開始之間的間隔)。由硬體/韌體自動依取樣率採集資料,並放置於模緩衝區,當資料達到一定的數量,即主動往主機傳送。如果以輪詢掃描取樣,資料取樣率則是固定的,韌體輪詢掃描將資料置於模緩衝區,當料達到一定的數量,即主動往主機傳送。

主機發送一個開始採集命令,模組就依以上方式以大資料封包方式,一個封包一個封包往主機傳送直到主機發送一個停止採集命令才停止採集資料。此串流方式,不像一問一答方式,需來回的問答,省掉大多的通訊封包傳送及詢問命令的處理時間,增加通訊效能。適合高採集率及高資料量採集的需求。

圖3. 串流通訊模式示意圖

 

圖4. 串流通訊模式時序圖