I. Анализ преимуществ

Высокоскоростная параллельная передача, подходящая для сценариев с большим объемом данных

• Преимущество ширины данныхА.
  При одновременной передаче данных по нескольким линиям передачи данных (например, 8 или 16 бит стандарта IEEE 1284) теоретическая пропускная способность намного выше, чем у последовательных портов. Например:
  • Модель CentronicsБазовая скорость параллельной передачи до 2 - 4 Мбит / с;
  • Модель EPP / ECP: Благодаря аппаратному рукопожатию и технологии DMA скорость увеличивается до 8 - 16 Мбит / с, приближаясь к раннему уровню USB 1.1.
• Сфера примененияА.
  • Сбор промышленных данных:: подключение многоканальных датчиков (например, температурных, напорных массивов) для достижения синхронной передачи данных;
  • Сбор видео / изображений:: Раннее научно - исследовательское оборудование передавало изображения с высоким разрешением через параллельные карты, уменьшая задержки субподряда.

2. Низкая задержка для удовлетворения потребностей в контроле в режиме реального времени

• Механизм передачиА.
  Параллельная передача не требует последовательного - параллельного преобразования (например, кодирования NRZI USB), а контрольный сигнал (например, STROBE, ACK) напрямую синхронизирует данные с более низкой задержкой.
• Сравнительные данныеА.
  • Параллельная задержка:: < 1 мкс (режим EPP);
  • Задержка USB 2.0:: около 10 мкс (включая расходы на стек протоколов);
  • Гигабитная задержка Ethernet:: > 100 мкс (включая упаковку TCP / IP).
• Сфера примененияА.
  • управление движением:: Подключение сервопривода для достижения микросекундной обратной связи положения;
  • Соединение PLC:: Быстрый обмен данными между распределенными модулями I / O.

3. Простой протокол, низкий порог разработки

• Стек протоколовА.
  Параллельные коммуникации не требуют сложных протоколов (например, TCP / IP, USB HID), а просто управляют линиями данных (D0 - D7) и сигналами управления (STROBE, BUSY и т. Д.) и подходят для встроенной разработки.
• Эффективность разработкиА.
  • Драйвер разработки:: на основе модуля ядра Windows DDK или Linux с более коротким циклом, чем USB - драйвер;
  • Отладка инструментов:: Логический анализатор может непосредственно захватывать параллельные сигналы и быстро определять проблемы.
• Сфера примененияА.
  • Проект DIY:: Студенты или энтузиасты подключаются к светодиодным матрицам, шаговым двигателям с помощью параллельных карт;
  • Быстрая проверка прототипов:: Научно - исследовательские институты используют параллельные карты для тестирования алгоритмов сбора данных датчиков.

II. Анализ недостатков

1. Ограниченное расстояние передачи, слабая помехоустойчивость

• Физические ограниченияА.
  • Длина кабеляРекомендуется, чтобы параллельные линии были на высоте до 3 метров, что значительно превышает затухание заднего сигнала (например, недостаточная мощность токового привода 20 мА интерфейса DB25);
  • Электромагнитные помехи:: Плотное расположение параллельных линий данных, подверженных помехам преобразователей частоты, двигателей и другого оборудования в промышленной среде, что приводит к ошибкам данных.
• Сравнение программА.
  • Устройство USB 2.0:: Поддержка 5 - метрового кабеля (с ретранслятором до 30 метров);
  • Промышленный Ethernet:: Передача через оптическое волокно до 20 км и сильная устойчивость к электромагнитным помехам.

2. Плохая масштабируемость, сложный каскад с несколькими устройствами

• Подключение устройствА.
  • Точечная передача:: Односторонние мультики часто поддерживают только 1 устройство (например, принтер) и должны быть расширены через концентратор, но концентратор вводит дополнительную задержку;
  • Конфликт адресов:: При совместном использовании шины несколькими устройствами адрес должен быть настроен вручную (например, переключатель DIP), подвержен ошибкам.
• Сравнение программА.
  • USB:: Поддержка каскада из 127 устройств с автоматическим распределением адресов;
  • Ethernet:: Неограниченное расширение устройства с помощью коммутатора, поддерживающего изоляцию VLAN.

3. Проблема энергопотребления и тепла

• Аппаратное проектированиеА.
  • Параллельный привод:: Необходимо одновременно управлять 8 - 16 линиями данных, энергопотребление выше, чем у последовательного порта (например, стандартное энергопотребление параллельной карты 5 Вт, последовательной карты только 1 Вт);
  • Потребности в охлаждении:: Промышленные параллельные карты должны быть оснащены радиаторами, иначе высокая температура приведет к снижению производительности или смерти.
• кейс:: Сталелитейный завод с параллельным сбором данных из - за плохого охлаждения, частого перезапуска летом, после установки вентилятора проблема решена.

4.Отсутствие поддержки современных протоколов, низкий уровень безопасности

• Ограничения соглашенияА.
  • Нет механизма шифрования:: передача данных параллельной связи открытым текстом, которые могут быть легко перехвачены или изменены (например, директивы промышленного контроля были злонамеренно изменены);
  • Нет функции аутентификации:: Доступ к устройству не требует аутентификации, существует риск незаконного доступа.
• Сравнение программА.
  • USB:: Поддержка аппаратного шифрования (например, AES - 256) и сертификации сертификатов X.509;
  • Промышленный EthernetПоддерживает аутентификацию портов IEEE 802.1X и привязку MAC - адресов.