Embeded Systems: Daten Busse

• linear line(with terminators)
• passive Verbindung (not repeating)
• nur einer kann senden
• alle können zuhören

Vorteile: 

• Simpel 
• Günstig

Nachteile: 

• Multiple access (babling idiot, security) 
• single point of failure

• circular line (unidirektional)
• Active connection ( repeating, changing) 
• multiple partners can send at same time 
• Some partners can listen to communication

In der Ring Topologie wird der Schrebmaster mit Token festgeleget, die weitergegeben werden. Die Signale laufen nur in eine Richtung und es können auch zwei Token eingesetzt werden. 

• dedicated connection to central station
• buffering and repeating
• just sender and reciever can listen to communication
• multiple partners can send at same time

I

Vorteile: 

• multiple access, no collissions
• only central station is point of failure 

Nachteile: 

• expensive central station
• more wiring

Vorteile: 

• high quality of service
•  multiple acess to some extend 

Nachteile: 

• complex
• single point of failure

Layer 7: Application Layer

Layer 6: Presentation Layer

Layer 5: Session Layer

Layer 4: Transport Layer

Layer 3: Network Layer

Layer 2: Data Link Layer

Layer 1: Physical Layer

Definiert mechanische Eigenschaften: 

• Medium/Material
• Pinform und Pin struktur

Definiert elektrische/Optische Eigenschaften

• Spannung
• Frquenzen
• Bound Rate
• Bit encoding

Hardware: 

• Kabel, Connector; Terminator, Amplifier(Verstärker), Antenna
• transceiver, repeater, hub

• Return to zero (RZ)
• Non return to Zero (NRZ)
• Differential NRZ
• Bit Stuffing
• Manchaster code
• 4B/5B code

Der Porzess läuft so ab, dass ein von negativ auf Null springendes Singal als 0 und ein von positiv auf Null springendes Singal als 1 verstnden wird. Dabei Spring die Spannung immer auf 0 zurück, sodass der reciever weiß, wann das bit zuende ist. Das nennt man "self synchronizing". Es werden somit 3 states benötigt und aufgrund des Zero-Returns in jedem Bit, wird nur die Hälfte der möglichen Datenrate mit RZ erreicht. 

Eine Absteigende Flanke wird als 0 und eine Aufsteigende Falnke als 1 betrachtet. Ändert sich die Spannung nicht, dann wird der vorherige Wertübernommen. Dadurch ann die volle Datenrate übernommen werden, jedoch kann es aufgrund von nicht synchroner Taktzeiten, bei dem hintereinanderschalten des gleichen Zustands zum verschluken eines Bits kommen. Ursache sind meist kapazitive Probleme. 

Eine Leveländerung wird im Takt danach als 0 übertragen. Das führt dazu, dass sich der Prozess synchronisiert. Das Problem des Verzählens kann im vergleich zu RZ nur bei 1 erfolgen aber nicht mehr bei Nullen. Die volle Datenrate wird übernommen. 1 ist der zustand, wenn das level zwischen den Tatkten sich nicht ändert.

Bit stuffing sended bei dem bit encoding im differential NRZ bei einer langen sequenz von 1 nach einer bestimmten widerholzahl  eine Null mit, damit es durch den spannungswechsel zu einer synchronisierung kommt und der reciver sich nicht verzählt. Bei USB (Universal Serial Bus) ist es nach jeder sechsten(n=6) 1. Der reciver weiß, wann eine Null in das signal gestopft wird und verwirft diese. 

Der Manchester code ist ein Verfahren des Bit Encolding. 

Das Verfahren hat zwei Spannungs states und ließt eine fallende Flanke als 0 und eine steigende Flanke als 1. Dadurch, dass jedes Bit durch eine Flanke beschrieben wird, kann es nicht zu unsynchronität kommen, jedoch wird nur die halbe Datenrate verwendet. 

4B/5B ist eine Mehtode des Bit encoding? 

 statt dem singal was gesendet werden soll (4B) wird das in der Tabelle nebenstehende Signal (5B) an den Reciever geschickt. Zudem gitb es einige Steuer daten, die gesendet werden können und die stehen rechts in der Tabelle. (Tabelle muss nicht auswendig gelernt werden!)

Wohingegen im Physical Layer die Bits nur 1 und 0 sind. Bekommen die Bits in d der DataLink layer eine Bedeutung in sogenannten Frames.

part: Checksum (CS)

• Partity Bit
• Cycling Redundancy Check
• Hemming code

Mit einem Parity bit kann eine Checksum durchgeführt werden mit einem nur einem bit. Dazu wird das Parity bit so angehangen, dass die summe aller bits gerade oder ungerade ist. Durch das Parity Bit kann nicht gelesen werden, an welchem Bit die übertragung falsch war, sondern nur, dass die übertragung falsch war. 

Cycling Redudancy Check (CRC) ist eine auf Polynomdivision basierende Fehlererkennung bei der Bitübertragung. Dabei ist es möglich Fehler in mehreren als nur einem Bit zu erkennen. 

Der Hemming code kann Fehler in der Datenübertragung von Bits auf Data Link Layer Ebene feststellen. Der Hemming code basiert auf mehreren Partiy Bits. Mit dem Hemming code kann festgestllt werden in welchem Bit die Bitübertragung falsch war. Zudem ist es auch so, dass die bei einem-Bit-Fehler sogar der Fehler korrigiert werden kann. 

ARQ (ist for real die Abkürzung) 

• Logic Link Control (LLC)
• Media Access Control (MAC) 

Kontrolliert den Zugriff auf ein geteiltes Medium

1.  Static MAC2. Dynamic Mac

• Frequez
• Zeit
• Code 
• Hybrid

• mit Kollisionen: CSMA/CD  (collsion detection)
• ohne Kollisionen: CSMA/CR (collision resultion) 

Wenn zwei Teilnehmer auf einen freien Bus schreiben wollen und das gleichezeitig machen unterscheidet sich irgendwann ein BIt im sendesignal, das ist eine Kollision. Wird diese Kollision erkannt ziehen beide das Signal zurück, beide Teilnehmer bekommen eine Zufallszahl ab wann diese wieder auf den Bus schreiben dürfen und damit kann sichergesellt werden, das mit  sehr hoher wahrscheinlichkeit danach nur noch einer auf den Bus schreibt. 

In der Collision Resolution wird ein Bit als dominant festgelegt, meistens die 0, und dann schriebt der Teilnehmer, der bei der Kollsion die 0 (also wenn Null-dominant) schreibt das Signal weiter. 

satische MAC, da in jedem Falle eine Datenübertragung von einem bestimmten Sender aus erfolgen kann. Bei den dynamischen Anwendungen kann es vorkommen, dass einem Sendeteilnehmer über längere Zeit das Schreiben auf den Bus verweigert wird.