隨著計算機網絡技術的高速發(fā)展網絡設備的安全可靠越來越受到人們的重視路由器的高可用性成為網絡運營商……

1、    隨著計算機網絡技術的高速發(fā)展，網絡設備的安全可靠越來越受到人們的重視。路由器的高可用性成為網絡運營商們關注的焦點。高可用性是指路由器的不間斷運行能力，即持續(xù)操作能力。它要求路由器本身所采用的硬件和軟件系統(tǒng)具有穩(wěn)定可靠的性能，并且可以從軟件設計入手，實現(xiàn)一個高可用性的軟件產品。    隨著計算機網絡技術的高速發(fā)展，網絡設備的安全可靠越來越受到人們的重視。路由器的高可用性成為網絡運營商們關注的焦點。高可用性是指路由器的不間斷運行能力，即持續(xù)操作能力。它要求路由器本身所采用的硬件和軟件系統(tǒng)具有穩(wěn)定可靠的性能，并且

2、可以從軟件設計入手，實現(xiàn)一個高可用性的軟件產品。    類別：通信網絡      CAN收發(fā)器必須在非常惡劣的工作環(huán)境下保證數(shù)據傳輸?shù)目煽啃?，這對器件的電子性能提出了很高的要求。收發(fā)器通常是昂貴的節(jié)點器件與CAN總線之間唯一的接口，因此德州儀器(TI)公司的CAN收發(fā)器SN65HVD1050所具有的許多工作安全特性對CAN應用而言特別重要，例如，抗電磁(EM)干擾、低EM輻射、噪聲抑制、靜電(ESD)保護、故障容限，以及在熱插拔過程或電源周期中的保護特性。 抗電磁干擾和低電磁輻射 隨著電磁頻譜的

3、使用率越來越高，各種器件發(fā)出的電磁場很可能對其它電子設備造成干擾。從一定程度上說，隨著無線電子技術的發(fā)展，電磁干擾問題將更加嚴重而普遍。 每種電子器件都有其自身獨特的電磁特性。任何電路的電感與電容都會產生一定離散頻率下的共模振蕩，這會增強或減弱電磁輻射。 CAN收發(fā)器HVD1050在設計與測試時特別考慮了EM的兼容性問題，即使在EM干擾較大的環(huán)境下也不會發(fā)生故障或性能降低。這里定義的“兼容性”既指本身發(fā)出的電磁輻射較小，又指對外部電磁場有較強的抗干擾性。 對網絡應用產品的一個很重要的要求，是它們不會干擾其它鄰近元件或系統(tǒng)的工作。這就要求這些產品具有“低輻射”特性，通常依據系統(tǒng)或電子模塊對該特性

4、的量化要求對這種特性的進行測試。 不平衡的高頻電壓或電流切換將產生EM噪聲。對CAN收發(fā)器而言，系統(tǒng)級的輻射性能直接影響收發(fā)器特性。具體來說，驅動器在CANH與CANL上的輸出信號通常不匹配，這樣它們的電磁場不滿足幅值相等、方向相反的條件，因此無法差分抵消。這種輸出不匹配(如圖1與圖2所示)在TI數(shù)據表中以峰峰值共模輸出電壓VOC(PP)表示，它可看作是差分信令平衡性的性能表征。 共模輸出信號測量被認為可提供預測系統(tǒng)級輻射所需的所有信息。通過分析輸出共模信號的時間與頻率表示，就能對輻射情況進行評估。    圖1：典型的CAN總線峰峰值共模輸出電壓VOC(

5、PP)VOC(PP)波形。 高抗擾性和ESD保護 與其它差分輸入電路(如運算放大器)一樣，差分接收器的固有性能表征是共模噪聲抑制性能。差分信號對在物理上彼此靠近，因此一般都會受到相同噪聲源的影響，即每條線路上都有共模噪聲。這確保電磁場對每條線路的影響基本相同，雙絞線通過使相鄰環(huán)路的電磁場極性相反來消除磁場耦合帶來的差分影響。 在CAN應用中，各種振幅的噪聲都很容易進入類似天線的總線線路。脈沖馬達控制器、開關電源以及熒光照明等典型的噪聲源都會耦合在總線線路上(圖3)。 如果CAN收發(fā)器在設計與測試時沒有考慮抑制耦合噪聲，那么它將受到噪聲的影響，并把噪聲信號誤當作總線上的數(shù)據，向控制器發(fā)送錯誤的、

6、毫無意義的數(shù)據。 TI的CAN收發(fā)器HVD1050經過專門的設計與測試，能夠抑制很寬共模工作范圍內(-12V至+12V)的噪聲。差分接收機的抑制耦合噪聲能力很強，這充分說明它的電子與機械設計非常細致，使輸入得到了盡可能理想的匹配。 ESD的產生有四種方式：一是帶電體接觸IC；二是帶電IC接觸接地平面；三是帶電機器接觸IC；四是靜電場產生很高的電介質感應電壓而損壞IC。顯然，ESD的標稱值高不但意味著收發(fā)器很魯棒，而且也說明電路設計很魯棒。 市場上其它同類CAN收發(fā)器只能提供4kV的ESD保護，而CAN收發(fā)器HVD1050在依照JEDEC22A114-B人體模型(HBM)規(guī)范進行測試時，可達到8

7、kV的ESD標稱值。由于具有很高的ESD保護性能，HVD1050比其它廠商早期推出的收發(fā)器更適用于條件惡劣的電子環(huán)境。 圖2：VOC(PP)的定義和測試電路圖。 故障容限 如果故障節(jié)點在總線持續(xù)放置一個支配位(dominantbit)，則CAN總線操作器有時會報告所有總線通信都停止。這種情況之所以發(fā)生，要么是因為控制器發(fā)生故障，要么是因為收發(fā)器輸入(TXD)引腳與相鄰接地(GND)引腳出現(xiàn)了線路斷開、焊球焊接斷開或金屬薄片短路等隨機性問題。 HVD1050中的支配超時(dominant-time-out)電路可避免驅動器因軟硬件故障而阻礙網絡通信。TXD上的下降沿會觸發(fā)超時電路。如果電路超時常

8、量所設定的時間已過，而上升沿還沒有出現(xiàn)，那么驅動器的輸出將被禁用，從而使總線脫離膠著支配(stuckdominant)狀態(tài)。一旦故障解決，TXD的下一個上升沿使電路復位。 在許多CAN應用中，總線線纜極性反轉、線纜意外破損、總線至電源及接地之間的線路突然短路等現(xiàn)象經常發(fā)生。為避免24V工業(yè)總線在實際工作環(huán)境下出現(xiàn)上述問題，HVD1050提供從-27V至+40V的短路保護。短路保護可持續(xù)任意長時間，以確保設備在故障排除后仍能繼續(xù)正常工作。 HVD1050的熱關斷電路還可以提供更多保護功能。如果總線短路，出現(xiàn)過電流，那么HVD1050在過熱情況下將自動關閉器件，以避免損壞內部電路系統(tǒng)。 熱插拔、電源周期與無干擾輸出 如果往網絡增加額外組件，那么通常需要關閉整個網絡，以免出現(xiàn)代價昂貴的系統(tǒng)故障。因此，操作系統(tǒng)的熱插拔功能對許多CAN應用都大有裨益。 將不上電的模塊直接插入上電的系統(tǒng)中，就是所謂的“熱插拔”。這要求收發(fā)器輸出在器件從不上電轉為上電狀態(tài)的過程中保持穩(wěn)定，以便不影響到正在進行的網絡通信。 目前市場上的眾多CAN收發(fā)器在不上電時的輸出阻抗都很低，這使得器件能接收總線上的所有信號，從而導致所有數(shù)據傳輸