Protocol MayerDLC: diferència entre les revisions

Revisió de 16:33, 21 abr 2017

_

Aquest protocol l'utilitzen les màquines mayer relativament recents per comunicar-se amb la unitat de dades. Està basat en el SDLC/HDLC d'IBM tot i que el format de paquet és diferent. El protocol és innecessàriament complexe i és més similar a un protocol de xarxa que no a un enllaç de dades entre 2 aparells.

Nivell físic

S'utilitza un sol parell diferencial tan per la recepció com la transmissió. Els transceptors s'acoplen al la linia de transmissió via un transformador. Amb un V_D+-V_D- entre +5V i -5V. La impedància de la línia és de 120 Ohms.

Codificació de bits

S'utilitza una codificació AMI. En concret :

L' '1' (Space) es senyalitza mantenint la línia a 0V
El '0' (Mark) es senyalitza alternativament amb +5V o -5V

S'utilitza el mateix bit-stuffing que el HDLC. És a dir: s'inserta un '0' cada cop que es troben 5 '1' seguits. També, al igual que el HDLC s'utilitza els patró de bits '01111110' (7E) per delimitar els paquets i sincronitzar els rellotges del transmisor i el receptor Finalment, el patró de bits '1111111' està prohibit. Si es troba dins d'un paquet es considera error de transmissió.

La velocitat de transmissió és de 1024Kbits/s

Una trama del protocol té el següent aspecte:

      -+    +-----------------------+       +---+                       +---+   +---+   +-------+       +---+                           +-------------------+   +-----------+   +-----------------------+   +------------------------------------------

       +----+                       +-------+   +-----------------------+   +---+   +---+       +-------+   +---------------------------+                   +---+           +---+                       +---+

        +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +----------

Clock |0| |1| |2| |3| |4| |5| |6| |7| |0| |1| |2| |3| |4| |5| |6| |7| |0| |1| |2| |3| |4| |5| |6| |7| |0| |1| |2| |3| |4| |5| |6| |7| |0| |1| |2| |3| |4| |*| |5| |6| |7| |0| |1| |2| |3| |4| |5| |6| |7| |0| |1| |2| |3| |4| |5| |6| |7| |

      --+0+-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+1+-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+2+-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+3+-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+4+-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+5+-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+ +-+

  "-5V"                             +---+       +---+   +---+   +---+       +---+               +---+       +---+   +---+   +---+   +---+                                   +---+
                                    |   |       |   |   |   |   |   |       |   |               |   |       |   |   |   |   |   |   |   |                                   |   |
                                    |   |       |   |   |   |   |   |       |   |               |   |       |   |   |   |   |   |   |   |                                   |   |
                                    |   |       |   |   |   |   |   |       |   |               |   |       |   |   |   |   |   |   |   |                                   |   |

Line --+ +-----------------------+ | +---+ | | | | | +---+ +---+ +-------+ | +---+ | | | | | | +-------------------+ +-----------+ +-----------------------+ +------------------------------------------

        |   |                           |   |       |   |   |   |   |   |           |   |           |   |       |   |   |   |   |   |                       |   |                                       |   |
        |   |                           |   |       |   |   |   |   |   |           |   |           |   |       |   |   |   |   |   |                       |   |                                       |   |
        |   |                           |   |       |   |   |   |   |   |           |   |           |   |       |   |   |   |   |   |                       |   |                                       |   |
  "+5V" +---+                           +---+       +---+   +---+   +---+           +---+           +---+       +---+   +---+   +---+                       +---+                                       +---+

         \                             / \                             / \                             / \                             / \                                 / \                             / \                              
          ------------   --------------   ------------   --------------   -------------   -------------   -------------   -------------   ----------------   --------------   --------------   ------------   --------------   ------------------------
                      \ /                             \ /                              \ /                             \ /                                \ /                               \ /                             \ /
                       +                               +                                +                               +                                  +                                 +                               +
                       |                              Byte 1 (0x02)                    Byte 2 (0x53)                   Byte 3 (0x01)                      Byte 4  "(0xff)"                   |                               |

Sync IN ---------------+ \ / | |

                                                     ------------------------------------------------   --------------------------------------------------------                             |                               |
                                                                                                     \ /                                                                                     |                               |
                                                                                                      +                                                                                      |                               |
                                                                                                      |                                                                                      |                               |

DATA --------------------------------------------------------------------------------------------------+ | |

                                                                                                                                                                                             |                               |
                                                                                                                                                                                             |                               |

Sync OUT -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+ |

                                                                                                                                                                                                                             |
                                                                                                                                                                                                                             |

IDLE -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+

</aafigure>

Control de flux

El canal és Half-Duplex i el teler controla la direcció de transmissió. La unitat de dades només pot transmetre com a resposta a una peteció i s'ha d'esperar a que la línia quedi inactiva (0V)

Nivell d'enllaç

Els paquets tenen l'estructura:

Camp	Tamany (bytes)	Descripció
FLAG	n	Sync-in normalment de 220 a 250 repeticions del patró '01111110' (7E)
Dest Addr	1	Addreça de desti Maquina=0x01 Unitiat=0x02
Seq No	1	Numero de seqüència del paquet del (0x01 al 0xff)
Src Addr	1	Addreça d'origen
Op Code	1	Tipus de paquet
Data	n	Dades de 0 a n bytes. Sembla que el limit és de 642 bytes en el nostre cas
FCS	2	Frame Check Sequence. A.k.a. Codi de verificació del paquet.
FLAG	n	Sync-out normalment de 30 a 40 repeticions del patró '01111110' (7E)

Frame Check Sequence

És un CRC amb els paràmetres següents:

polinomi: x^16+x^12+x^5+1
xor final:0xffff
init-val:0x84cf

Nivell d'apliacació

Comandaments/Respostes
OP_CODE	Data	Nom	Descripció
0x00	-	PING	es respon amb ACK per indicar recepcio correcte
0x01	-	SC_START	es respon amb ACK si es pot escriure en el disc. En altre cas ERR_ACK (0x80)
0x02	-	LA_START	es respon amb ACK si es pot llegir el disc. En altre cas ERR_ACK (0x80)
0x03	-	REQ_DATA	Demana següent block de dades
0x04	dt_len_hi,dt_len_lo,dt₀,dt₁,...,dt_{dt_len-1}	DATA_BLK	Block de dades, 0<=dt_len<=0x280
0x05	<track_no>	FMT_TRACK	Formateja pista <track_no>=[0..79]
0x06	-	ACK	Ack pkt
0x80	-	RESET_COMMS	Error ACK: últim comandament ha fallat
0x81	-	ABORT	Aborta operació en curs

Decodificació d'un paquet

A continuació hi ha un exemple de com és a nivell de senyal un paquet. En concret aquest paquet s'ha capturat amb un DSO conectat a una unitat de dades a la qual s'ha forçat a transmetre via el menu de test integrat.

S'ha resaltat en cyan (

) la part de la senyal que conté realment les dades.

Com es pot veure, les sequències de sincronització són realment llargues en comparació al missatge.

Finalment la següent taula mostra la decodificació del paquet:

Bitstream	01111110	01000000	00000000	01000000	10000000	01001001	11100111	01111110
Data(Hex)	-	02	00	02	01	81	e7	-
Field	FLAG * 240	DST_ADDR	SEQ_NO	SRC_ADDR	OP_CODE	FCS (CRC)		FLAG * 40

Carrega (LA)

<mscgen caption="Carrega (LA)" uniquifier="DiagramLA" > msc { a [label=Loom],b[label=DataUnit];

a=>b [label="LA_START"]; b=>a [label="ACK"]; a=>b [label="REQ_DATA"]; b=>a [label="DATA_BLK,dt_len_Hi,dt_len_Lo,dt0,dt1,..."]; ...; ...; a=>b [label="REQ_DATA"]; b=>a [label="DATA_BLK,dt_len_Hi,dt_len_Lo,dt0,dt1,..."]; a=>b [label="RESET_COMMS"]; b=>a [label="ACK"]; a=>b [label="RESET_COMMS"]; b=>a [label="ACK"]; } </mscgen>

Captura LA MayerDLC

Descarrega (SC)

<mscgen caption="Descarrega (SC)" uniquifier="DiagramSC" > msc { a [label=Loom],b[label=DataUnit];

a=>b [label="SC_START"]; b=>a [label="ACK"]; a=>b [label="DATA_BLK,dt_len_Hi,dt_len_Lo,dt0,dt1,..."]; b=>a [label="ACK"]; ...; ...; a=>b [label="DATA_BLK,dt_len_Hi,dt_len_Lo,dt0,dt1,..."]; b=>a [label="ACK"]; a=>b [label="DATA_BLK,0,0"]; b=>a [label="ACK"]; a=>b [label="RESET_COMMS"]; b=>a [label="ACK"]; a=>b [label="RESET_COMMS"]; b=>a [label="ACK"]; } </mscgen>

Captura SC MayerDLC

Format (FO)

<mscgen caption="Format (FO)" uniquifier="DiagramFO"> msc { a [label=Loom],b[label=DataUnit];

a=>b [label="FMT_TRACK,0"]; b=>a [label="ACK"]; a=>b [label="FMT_TRACK,1"]; b=>a [label="ACK"]; ...; ...; a=>b [label="FMT_TRACK,79"]; b=>a [label="ACK"]; a=>b [label="RESET_COMMS"]; b=>a [label="ACK"]; } </mscgen> Captura FO MayerDLC

Errors

<mscgen caption="Errors comunicació" uniquifier="DiagramErrs"> msc { a [label="Loom"],b[label="Data Unit"]; ...; ...; --- [label=Timeout]; a -x b [label="PKT SEQ=n"]; a -x b [label="PKT SEQ=n"]; a -x b [label="PKT SEQ=n"]; a -x b [label="PKT SEQ=n"]; a -x b [label="PKT SEQ=n"]; a -x b [label="PKT SEQ=n"]; a -x b [label="RESET_COMMS SEQ=n+1"]; ...; ...; --- [label="SEQ Error"]; a => b [label="PKT SEQ=n"]; b => a [label="RESP SEQ!=n"]; a => b [label="RESET_COMMS SEQ=1"]; ...; ...; --- [label="OP Error"]; a => b [label="PKT"]; b => a [label="ABORT"]; a => b [label="RESET_COMMS"]; b => a [label="ACK"]; } </mscgen>

Anàlisis

Eficiència del protocol:

En el millor cas , es a dir , assumint capçaleres mínimes, detecció de linia inactiva a 8 bits a '1' , el bit-stuffing no causa expansió i tots els paquets de dades s'utilitzen al 100% de capacitat:

Ef(%)=100*bits dades/bits transmesos=100*(640*8)/(bits_paquet_dades+detect_idle+bits_paquet_ack+detect_idle)=100*(640*8)/((220+4+2+640+2+30)*8+8+(220+4+2+30)*8+8)=55.36%

Per tant la velocitat màxima efectiva és de:

Vef=Vmax * Ef = 566886.4 bits/s => 70861 Bytes/s

Cosa que és més que suficient, ja que la velocitat efectiva màxima d'un floppy de 3.5" (1440KBytes 80 tracks 2 sides 300 rpm) és:

t_minim_lectura=num_tracks*track_read_time=(tracks*sides)*(60sec/rpm)=(80*2)*(60/300)=32 secs

capacitat=1440*1024bytes

v_max=capacitat/t_minim_lectura=46080 Bytes/sec

Comparativa:

Medi	Velocitat màxima Bytes/sec
RS232	960
Floppy	46080
CommBox 2.0	63000
MayerDLC	70861

@@ Línia 1: / Línia 1: @@
-__TOC__
+___TOC__
-Aquest protocol l'utilitzen les màquines mayer relativament recents per comunicar-se amb la unitat de dades. Està basat en el SDLC/HDLC d'IBM tot i que el format de paquet és diferent.
+Aquest protocol l'utilitzen les màquines mayer relativament recents per comunicar-se amb la unitat de dades. Està basat en el SDLC/HDLC d'IBM tot i que el format de paquet és diferent. El protocol és innecessàriament complexe i és més similar a un protocol de xarxa que no a un enllaç de dades entre 2 aparells.
-=== Elèctric ===
+=== Nivell físic ===
 S'utilitza un sol parell diferencial tan per la recepció com la transmissió.
@@ Línia 10: / Línia 10: @@
 La impedància de la línia és de 120 Ohms.
-=== Codificació de bits ===
+==== Codificació de bits ====
-S'utilitza una codificació AMI. És a dir:
+S'utilitza una codificació AMI. En concret :
-* L' '1' es senyalitza mantenint la línia a 0V
+* L' '1' (Space) es senyalitza mantenint la línia a 0V
-* El '0' es senyalitza alternativament amb +5V o -5V
+* El '0' (Mark) es senyalitza alternativament amb +5V o -5V
-{|class=wikitable
-!Vdiff||Bit
-|-
-| +5V o -5V || 0
-|-
-| 0V || 1
-|}
 S'utilitza el mateix bit-stuffing que el HDLC. És a dir: s'inserta un '0' cada cop que es troben 5 '1' seguits.
@@ Línia 31: / Línia 22: @@
 La velocitat de transmissió és de 1024Kbits/s
-=== Control de flux ===
+Una trama del protocol té el següent aspecte:
-El canal és Half-Duplex i el teler controla la direcció de transmissió. La unitat de dades només pot transmetre com a resposta a una peteció i s'ha d'esperar a que la línia quedi inactiva (0V)
+<aafigure scale=0.4 "Trama MayerDLC" >
-<aafigure scale=0.4>
         -+    +-----------------------+       +---+                       +---+   +---+   +-------+       +---+                           +-------------------+   +-----------+   +-----------------------+   +------------------------------------------
 Data    |    |                       |       |   |                       |   |   |   |   |       |       |   |                           |                   |   |           |   |                       |   |
@@ Línia 48: / Línia 37: @@
                                       |   |       |   |   |   |   |   |       |   |               |   |       |   |   |   |   |   |   |   |                                   |   |
                                       |   |       |   |   |   |   |   |       |   |               |   |       |   |   |   |   |   |   |   |                                   |   |
-Line   --+   +-----------------------+   |   +---+   |   |   |   |   |   +---+   +---+   +-------+   |   +---+   |   |   |   |   |   |   +-------------------+   +-----------+   +-----------------------+   +-------------------------------------------------
+Line   --+   +-----------------------+   |   +---+   |   |   |   |   |   +---+   +---+   +-------+   |   +---+   |   |   |   |   |   |   +-------------------+   +-----------+   +-----------------------+   +------------------------------------------
           |   |                           |   |       |   |   |   |   |   |           |   |           |   |       |   |   |   |   |   |                       |   |                                       |   |
           |   |                           |   |       |   |   |   |   |   |           |   |           |   |       |   |   |   |   |   |                       |   |                                       |   |
@@ Línia 55: / Línia 44: @@
            \                             / \                             / \                             / \                             / \                                 / \                             / \
-            ------------   --------------   ------------   --------------   -------------   -------------   -------------   -------------   ----------------   --------------   --------------   ------------   --------------   -----------------
+            ------------   --------------   ------------   --------------   -------------   -------------   -------------   -------------   ----------------   --------------   --------------   ------------   --------------   ------------------------
                         \ /                             \ /                              \ /                             \ /                                \ /                               \ /                             \ /
                          +                               +                                +                               +                                  +                                 +                               +
-                         |                              Byte 1 (0x02)                    Byte 2 (0x53)                   Byte 3 (0x01)                      Byte 4  ("0xff")                     |                               |
+                         |                              Byte 1 (0x02)                    Byte 2 (0x53)                   Byte 3 (0x01)                      Byte 4  "(0xff)"                   |                               |
 Sync IN  ---------------+                            \                                                                                                           /                            |                               |
                                                        ------------------------------------------------   --------------------------------------------------------                             |                               |
@@ Línia 74: / Línia 63: @@
 </aafigure>
-=== Paquets ===
+==== Control de flux ====
+El canal és Half-Duplex i el teler controla la direcció de transmissió. La unitat de dades només pot transmetre com a resposta a una peteció i s'ha d'esperar a que la línia quedi inactiva (0V)
+=== Nivell d'enllaç ===
 Els paquets tenen l'estructura:
@@ Línia 107: / Línia 101: @@
 * init-val:0x84cf
-=== Protocol ===
+=== Nivell d'apliacació ===
 {|class=wikitable
@@ Línia 131: / Línia 125: @@
 |-
 |0x81||-||ABORT||Aborta operació en curs
+|}
+==== Decodificació d'un paquet ====
+A continuació hi ha un exemple de com és a nivell de senyal un paquet.
+En concret aquest paquet s'ha capturat amb un DSO conectat a una unitat de dades a la qual s'ha forçat a transmetre via el menu de test integrat.
+<div>
+{{MediaImgFile|LDST/CommBox2/Captures/scope/capt-deco.png|width:100%}}
+</div>
+S'ha resaltat en cyan (<div style="border:2px solid black;border-radius:1px;background-color:cyan;width:1em;height:1em;display:inline-block;">&nbsp;</div>) la part de la senyal que conté realment les dades.
+Com es pot veure, les sequències de sincronització són realment llargues en comparació al missatge.
+Finalment la següent taula mostra la decodificació del paquet:
+{|class=wikitable
+|-
+!Bitstream
+||01111110 || 01000000 || 00000000 ||01000000 || 10000000 || 01001001 || 11100111 || 01111110
+|-
+!Data(Hex)
+|| - || 02 || 00 || 02 || 01 || 81 || e7 || -
+|-
+!Field
+|| FLAG * 240 || DST_ADDR || SEQ_NO || SRC_ADDR || OP_CODE
+|colspan=2|FCS (CRC)
+|| FLAG * 40
+|-
 |}
@@ Línia 234: / Línia 256: @@
 </mscgen>
+=== Anàlisis ===
+Eficiència del protocol:
+En el millor cas , es a dir , assumint capçaleres mínimes, detecció de linia inactiva a 8 bits a '1' , el bit-stuffing no causa expansió i tots els paquets de dades s'utilitzen al 100% de capacitat:
+Ef(%)=100*bits dades/bits transmesos=100*(640*8)/(bits_paquet_dades+detect_idle+bits_paquet_ack+detect_idle)=100*(640*8)/((220+4+2+640+2+30)*8+8+(220+4+2+30)*8+8)=55.36%
+Per tant la velocitat màxima efectiva és de:
+Vef=Vmax * Ef = 566886.4 bits/s => 70861 Bytes/s
+Cosa que és més que suficient, ja que la velocitat efectiva màxima d'un floppy de 3.5" (1440KBytes 80 tracks 2 sides 300 rpm) és:
+t_minim_lectura=num_tracks*track_read_time=(tracks*sides)*(60sec/rpm)=(80*2)*(60/300)=32 secs
+capacitat=1440*1024bytes
+v_max=capacitat/t_minim_lectura=46080 Bytes/sec
+Comparativa:
+{|class=wikitable
+!Medi||Velocitat màxima Bytes/sec
+|-
+|RS232||style="text-align:right;" |960
+|-
+|Floppy||style="text-align:right;" |46080
+|-
+|CommBox 2.0||style="text-align:right;" |63000
+|-
+|MayerDLC||style="text-align:right;" |70861
+|}
 [[Category:LDST]]
 [[Category:Hardware]]