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总线传输率的选择

任何总线传输的 关键在物理层，而物理层的完美在总线传输率的选定。
我们常常看到一些总线规范，标示其最大传输率有多大而容易造成我们误解，其实那亦需是在一定环境的， 举例说 RS-232 其在PC能表现的最大传输率是 115200 ，那当我们真正布线出去能如此表现吗 ? 答案是不能的，因为总线长度跟速率大有直接关系。又举例，常用的RS-485 也真正能飙速到 10Mbit 吗 ? 那 CANbus 能到 1Mbit
吗 ? 其实这些高速都是指点对点且线长在一米以内，那一米以内的总线又能做什用 ? 只不过能在实验室测试吧!

我们接下来分析总线跟频率的关系 :

1.一条传输线是结合电感跟电容的串并组合，我们学过基本电学;我们了解依各容抗跟感抗组合的负载将产生谐震。并联谐震会将我们灌入的信号加倍放大;而串联谐震却会将信号消耗殆尽，因此选定频率将是完美总线的第一问题。

2.我们的传输信号是方波，根据负立叶(工程数学)分析，我们知道方波是很多不同频率组合的波形，其最大成分都是奇谐波， 依此奇谐波也是反射波最大来源，
奇谐波在总线上所造成既是我们俗称 ”鬼影”。这是一各相同信号但却又延迟来的信号，他容易造成接收端的误判。

3.因为传输线是结合电感跟电容的串并组合，因此当我们灌入的方波也会因为谐震变形，其实说是变形不如说是总线只将符合他的频率让其通过。因此他将会使波形钝化成正Sin波，当方波钝化成Sin波的时候，其0度角将比原信号落后约 10 度，
且零点有可能因为线上充满电荷而有残留直流，导致整个信号被直流拖起而丧失交界点。这问题最容易发生在高速传输率身上，如果我们采用正负波形方式将可避免，
但正负波要做总线仲裁就会有些困难。

4.如上，因为传输线是结合电感跟电容的串并组合，因此还有一头痛问题;那就是波形因为电荷充电波形象负趋近，造成有负压现象， 这也是总线常造成的问题，
轻的阻挡传输重者将烧掉端点， 这种状况也常见。

5.现场他源干扰， 这问题也是不可避免的，当然选用隔离网线可避免，但线材成本又叫您吃不消。因此常常会用赌的方式施工， 一但赌对都没问题，但麻烦的是常常会赌错，因此如何避开跟如何共存将是决定这场总线的成功与否。针对这问题我们只能抱歉的说，工程人员务必亲自现场指导走线，避开高压线 避开射出成型机 避开马达 ……等。

上述分析五种状况后，接下来我们要如何选择传输率 ?传输率到底要多少我们必须认真去分析。

对于传输率的算法，这我们态度是比较保守的，我们常常已达成满载率去推算，
毕竟在低造价下，不可能用无限的硬件成本换取速率。那什幺叫达成满载率 ?就是计算所有端点预收发时间与冲突排成，端点的冲突因为透过总线冲突排成几乎没在浪费什幺时间;如此我们就很简单的可以计算出到底线最低要多少速率 ?

举例而言如果每端点发送率平均只有每秒传输16 Byte，端点总共有50点， 那我们可得知最低底限频率为 16 *8 *50 = 6400 。当然，我们要考虑误差 ( 含起始及净空)，因此 我们捉 7000 Bit/Sec 既可， 当然或许会问我们怎没计算反应度 ?反应度这名词很抽象 !因为在上层的软件要设计成在总线联机，那便不可能设计出立既反应，
除非你用端点对端点 !否则我们必须了解依各端点送出至反应其需多大 ?

这点我们公司曾经好几次的研究跟讨论，最后我们决定用人类神经最大反应每秒 16
次反映为基准， 如果在这套上上面数值即为 7K * 16 =114 K Bit/Sec 。 但真正需要这幺大吗 ? 我们应该认真思考真正每个端点都是每秒传一次吗 ?其实我们刚算的那是最大值， 也就是说 7K – 114K (Bit/Sec) 是我们传输率的自然范围， 那要选多少 ?
我们建议选最低 ……… 7K Bit/Sec。

由上面分析，我们大概能对总线速率来定夺传输线上的速率，但我们要知道这频率符不符和线上使用
根据经验我们有下列数遽 :

1.直线配线 ------ 90 K Max Bit/Sec

2.星状配线 ------ 140 K Max Bit/Sec

3.树状配线 ------ 20 K Max Bit/Sec

上述条件是 a. 。线材是采用网络 UTP 线材

b. 传送方式 曼彻斯特 方式

c. 对等有效终端 75 欧母

上述技术规划我们使用达五年， 暂时还没失望过，愿跟大家分享 ………。。

备注 :
使用总线为控制方向并非做资料储存传递，如果您设计是做大资料的传递，我们建议您使用 最廉价网络 ，这点是您使用总线的最先认识 。