院系院系學(xué)號(hào)姓名授課教師…………密………………封………………線…………… 第8頁（共8頁） 第7頁（共8頁）哈爾濱工業(yè)大學(xué)2017學(xué)年春季學(xué)期工業(yè)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)B卷試題題號(hào)一二三四五六七八九十總分得分閱卷人院系院系學(xué)號(hào)姓名授課教師……………密………封………線………… 第1頁（共8頁）本題得分一、名詞解釋（寫出下列英文簡稱對(duì)應(yīng)的中文全稱）（共10分，每小題1分）1、FCS答：現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)/幀校驗(yàn)序列2、OSI答：開放系統(tǒng)互連3、CSMA/CD答：載波監(jiān)聽（偵聽）多點(diǎn)（多路）訪問/沖突檢測(cè)4、UDP答：用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議5、CAN答：控制器局域網(wǎng)6、ACR答：接收碼寄存器7、UCMM答：未連接報(bào)文管理器8、VLAN答：虛擬局域網(wǎng)9、PDU答：協(xié)議數(shù)據(jù)單元10、MAC答：媒體訪問控制本題得分二、連線題（共13分）1、將下列現(xiàn)場(chǎng)總線與其主要的應(yīng)用領(lǐng)域連起來。（本題5分）答：2、將下列Modbus現(xiàn)場(chǎng)總線中數(shù)據(jù)模型里的基本表與其對(duì)應(yīng)的對(duì)象類型、訪問類型連起來。（本題8分）答：本題得分三、簡答題（共48分）1、給出Modbus定義的兩種串行傳輸模式，說明在Modbus串行鏈路上所有設(shè)備必須實(shí)現(xiàn)的串行傳輸模式，并以圖的方式列出該模式報(bào)文幀的具體組成。（本題5分）答：Modbus定義了兩種串行傳輸模式：RTU（遠(yuǎn)程終端單元）模式和ASCII（美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼）模式。（2分）在Modbus串行鏈路上，所有設(shè)備必須實(shí)現(xiàn)RTU模式（1分）。ModbusRTU模式報(bào)文幀的具體組成如下圖所示。（2分）起始地址功能碼數(shù)據(jù)CRC校驗(yàn)結(jié)束≥3.5字符8位8位N8位16位≥3.5字符2、列出CAN標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)幀中參與位填充規(guī)則編碼的各個(gè)位場(chǎng)，并說明其具體組成。（本題5分）答：CAN標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)幀中參與位填充規(guī)則編碼的各個(gè)位場(chǎng)有：幀起始、仲裁場(chǎng)、控制場(chǎng)、數(shù)據(jù)場(chǎng)和CRC序列。（2.5分）幀起始由1位顯性位組成；（0.5分）仲裁場(chǎng)由11位報(bào)文標(biāo)識(shí)符和1位RTR位組成；（0.5分）控制場(chǎng)由2位保留位和4位數(shù)據(jù)長度碼組成；（0.5分）數(shù)據(jù)場(chǎng)由0-8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)組成；（0.5分）CRC序列由15位CRC校驗(yàn)符組成。（0.5分）3、CAN總線系統(tǒng)中錯(cuò)誤激活節(jié)點(diǎn)、錯(cuò)誤認(rèn)可節(jié)點(diǎn)和總線脫離節(jié)點(diǎn)互相轉(zhuǎn)換時(shí)各需滿足什么條件？（本題8分）答：（1）發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)大于等于128或接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)大于等于128且發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)小于等于255時(shí)，節(jié)點(diǎn)由“錯(cuò)誤激活”變?yōu)椤板e(cuò)誤認(rèn)可”。（2分）（2）發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)和接收錯(cuò)誤計(jì)數(shù)兩者均小于等于127時(shí)，節(jié)點(diǎn)由“錯(cuò)誤認(rèn)可”變?yōu)椤板e(cuò)誤激活”。（2分）（3）發(fā)送錯(cuò)誤計(jì)數(shù)大于等于256時(shí)，節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)由“錯(cuò)誤認(rèn)可”變?yōu)椤翱偩€脫離”。（1.5分）（4）在檢測(cè)到總線上11個(gè)連續(xù)的“隱性”位發(fā)生128次后，“總線脫離”節(jié)點(diǎn)將變?yōu)槠鋬蓚€(gè)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器均置為0的“錯(cuò)誤激活”節(jié)點(diǎn)（不再是“總線脫離”）。（2分）4.請(qǐng)列出現(xiàn)場(chǎng)總線的6個(gè)技術(shù)特點(diǎn)。（本題6分）答：（1）現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)；（4）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互連網(wǎng)絡(luò)；（2）數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)；（5）結(jié)構(gòu)與功能高度分散的系統(tǒng)；（3）開放互連網(wǎng)絡(luò)；（6）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的互操作性與互換性；（6個(gè)采分點(diǎn)，每個(gè)1分）5、OSI開放系統(tǒng)互聯(lián)模型分為幾層，各是什么？TCP/IP參考模型分為幾層，各是什么？（本題6分）答：OSI開放系統(tǒng)互聯(lián)模型分為7層，分別是物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層。（4分）TCP/IP參考模型分為4層，分別是主機(jī)至網(wǎng)絡(luò)層、互聯(lián)網(wǎng)層、傳輸層和應(yīng)用層。（2分）6、簡述千兆位以太網(wǎng)與百兆位以太網(wǎng)相比，在基本CSMA/CD機(jī)制上主要做了哪些技術(shù)改進(jìn)？（本題6分）答：載波擴(kuò)充：在短MAC幀的末尾附加了一組特殊符號(hào)，使每個(gè)數(shù)據(jù)塊長度從10Mbps及100Mbps的最小512位時(shí)間提高到至少4096位=512字節(jié)時(shí)間，從而使發(fā)送相應(yīng)幀長度所需的時(shí)間超過1Gbps下的傳播時(shí)延。（3分）幀突發(fā)：允許發(fā)送方將多個(gè)待發(fā)送的（短）幀級(jí)連在一起，直至達(dá)到最大限度，一次發(fā)送出去。（3分）7、比較CAN、DeviceNet、EIA-485三種總線的最大總線長度（最大傳輸距離）、最大網(wǎng)絡(luò)速度（最大傳輸速率）和最多允許節(jié)點(diǎn)數(shù)。（本題9分）答：CAN：最大總線長度10km；最大網(wǎng)絡(luò)速度1Mbps；最多允許節(jié)點(diǎn)數(shù)110個(gè)。DeviceNet：最大總線長度500m；最大網(wǎng)絡(luò)速度500kbps；最多允許節(jié)點(diǎn)數(shù)64個(gè)。EIA-485：最大總線長度12km；最大網(wǎng)絡(luò)速度12Mbps；最多允許節(jié)點(diǎn)數(shù)32個(gè)。（每個(gè)知識(shí)點(diǎn)1分）8、給出高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制(HDLC)中幀的6個(gè)組成部分（本題3分）答：標(biāo)志、地址、控制、信息、FCS、標(biāo)志。本題得分四、在曼徹斯特編碼中，時(shí)間被劃分為等間隔的小段，每小段代表1個(gè)比特。每一小段時(shí)間本身又分為兩半，前半個(gè)時(shí)間段所傳信號(hào)是該時(shí)間段傳送比特值的反碼，后半個(gè)時(shí)間段傳送的是比特值本身。請(qǐng)畫出下面曼徹斯特編碼的波形。（本題5分）答：10110110位流時(shí)鐘曼徹斯特編碼五、計(jì)算題（共18分）1、給定報(bào)文D=1010001101（10位），預(yù)定位序列（預(yù)定的除數(shù)）P=110101（6位），請(qǐng)采用多項(xiàng)式除法計(jì)算該報(bào)文對(duì)應(yīng)的CRC幀檢驗(yàn)序列R（5位）。（本題8分）解：2、已知CAN通信網(wǎng)絡(luò)使用的獨(dú)立CAN控制器SJA1000的晶振頻率為12MHz，若總線定時(shí)寄存器BTR0=01Hex，BTR1=1BHex，則CAN通信網(wǎng)絡(luò)的通信速率是多少？設(shè)CAN網(wǎng)絡(luò)中標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)幀包含4個(gè)字節(jié)有效數(shù)據(jù)，則其最小CAN中斷時(shí)間是多少？（相關(guān)表格參見附頁）（相關(guān)表格參見附頁）（本題10分）解：tCLK=1/fXTAL=1/24M=1/12微秒（0.5分）因BTR0=01Hex，則==1/3微秒（2分）因BTR1=1BHex，則（0.5分）=（2分）=（2分）CAN通信網(wǎng)絡(luò)的位時(shí)間：微妙（0.5分）CAN通信網(wǎng)絡(luò)的通信速率：200kbps（0.5分）最小CAN中斷時(shí)間：微妙（2分）本題得分七、在一個(gè)DeviceNe現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中，MACID值為1的主站分別與MACID值為2、4、8、16、32的從站建立了預(yù)定義主/從連接組關(guān)系，這些從站都只接收主站給自己的位選通命令，并對(duì)其進(jìn)行響應(yīng)。請(qǐng)寫出主站發(fā)給每一個(gè)從站的位選通命令報(bào)文的CID和每一個(gè)從站對(duì)它們的響應(yīng)報(bào)文的CID？（相關(guān)表格參見附頁）。（本題6分）答：答：根據(jù)預(yù)定義主/從連接組標(biāo)識(shí)符區(qū)的定義：從站2：主站1對(duì)其位選通命令報(bào)文CID：10000001000B（408H），其對(duì)主站1的位選通響應(yīng)報(bào)文CID：01110000010B（382H）。從站4：主站1對(duì)其位選通命令報(bào)文CID：10000001000B（408H），其對(duì)主站1的位選通響應(yīng)報(bào)文CID：01110000100B（384H）。從站8：主站1對(duì)其位選通命令報(bào)文CID：10000001000B（408H），其對(duì)主站1的位選通響應(yīng)報(bào)文CID：01110001000B（388H）。從站16：主站1對(duì)其位選通命令報(bào)文CID：10000001000B（408H），其對(duì)主站1的位選通響應(yīng)報(bào)文CID：01110010000B（390H）。從站32：主站1對(duì)其位選通命令報(bào)文CID：10000001000B（408H），其對(duì)主站1的位選通響應(yīng)報(bào)文CID：01110100000B（3A0H）附頁：標(biāo)識(shí)符位標(biāo)識(shí)用途16進(jìn)制范圍1098765432100組1報(bào)文ID源MACID組1報(bào)文000-3ff01101源MACID從站的I/OCOS或周期報(bào)文01110源MACID從站的位選通響應(yīng)報(bào)文01111源MACID從站的I/O輪詢響應(yīng)或COS/周期應(yīng)答報(bào)文10MACID組2報(bào)文ID組2報(bào)文400-5ff10源MACID000主站的I/O位選通命令報(bào)文110源MACID001保留給主站使用-使用為TBD0目的MACID010主站的COS或周期應(yīng)答報(bào)文10源MACID011從站的顯式/未連接響應(yīng)報(bào)文10目的MACID100主站的顯式請(qǐng)求報(bào)文10目的MACID101主站的I/O輪詢/COS/周期報(bào)文10目的MACID110僅限組2未連接顯式請(qǐng)求報(bào)文（保留）10目的MACID111重復(fù)MACID檢驗(yàn)報(bào)文圖1預(yù)定義主/從連接組標(biāo)識(shí)符區(qū)定義BIT7BIT6B