6AV2124-0MC01-0AX0技术参数

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 PLC通信主要采用串行异步通信，其常用的串行通信接口标准有RS-232C、RS-422A和RS-485等。

RS-4855

RS-485是RS-422的变形，RS-422A是全双工，两对平衡差分信号线分别用于发送和接收，所以采用RS422接口通信时较少需要4根线。RS-485为半双工，只有一对平衡差分信号线，不能同时发送和接收，较少只需二根连线。

如图7-9所示使用RS-485通信接口和双绞线可组成串行通信网络，构成分布式系统，系统较多可连接128个站。

 

图7-9  采用 RS-485的网络

 RS-485的逻辑“1”以两线间的电压差为+（2~6）V表示，逻辑“0”以两线间的电压差为-（2~6）V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片， TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接。。 由于RS-485接口具有良好的抗噪声干扰性、高传输速率（10Mbps）、长的传输距离（1200m）和多站能力（较多128站）等优点，所以在工业控制中广泛应用。

RS-422/RS485接口一般采用使用9针的D型连接器。普通微机一般不配备RS-422和RS-485接口，但工业控制微机基本上都有配置。如图7-10所示RS232C/RS422转换器的电路原理图

为了实现不同厂家生产的智能设备之间的通信，**标准化组织ISO提出了如图7-11所示开放系统互连模型OSI (Open System Interconnection)，作为通信网络标准化的参考模型，它详细描述了软件功能的7个层次。七个层次自下而上依次为：物理层、数据链路层、网络层、传送层、会话层、表示层和应用层。每一层都尽可能自成体系，均有明确的功能。

 

1．物理层（ Physical Layer）

物理层是为建立、保持和断开在物理实体之间的物理连接，提供机械的、电气的、功能性的和规程的特性。它是建立在传输介质之上，负责提供传送数据比特位“0”和“1”码的物理条件。同时，定义了传输介质与网络接口卡的连接方式以及数据发送和接收方式。常用的串行异步通信接口标准RS－232C、RS－422和RS－485等就属于物理层。

2．数据链路层（Datalink Layer）

数据键路层通过物理层提供的物理连接，实现建立、保持和断开数据链路的逻辑连接，完成数据的无差错传输。为了保数据的可靠传输，数据链路层的主要控制功能是差错控制和流量控制。在数据链路上，数据以帧格式传输，帧是包含多个数据比特位的逻辑数据单元，通常由控制信息和传输数据两部分组成。常用的数据链路层协议是面向比特的串行同步通信协议----同步数据链路控制协议/**数据链路控制协议（SDLC/HDLC）。

3．网络层（Network Layer）

网络层完成站点间逻辑连接的建立和维护，负责传输数据的寻址，提供网络各站点间进行数据交换的方法，完成传输数据的路由选择和信息交换的有关操作。网络层的主要功能是报文包的分段、报文包阻塞的处理和通信子网内路径的选择。常用的网络层协议有X.25分组协议和IP协议。

4. 传输层（Transport Layer）

传输层是向会话层提供一个可靠的端到端（end-to-end）的数据传送服务。传输层的信号传送单位是报文（Message），它的主要功能是流量控制、差错控制、连接支持。典型的传输层协议是因特网TCP/IP协议中的TCP协议。

5．会话层（Session Layer）

两个表示层用户之间的连接称为会话，对应会话层的就是提供一种有效的方法，组织和协调两个层次之间的会话，并管理和控制它们之间的数据交换。网络下载中的断点续传就是会话层的功能。

6．表示层（Presentation Layer）

表示层用于应用层信息内容的形式变换，如数据加密/、信息压缩／解压和数据兼容，把应用层提供的信息变成能够共同理解的形式。

7．应用层（Application Layer）

应用层作为参考模型的较高层，为用户的应用服务提供交换，为应用接口提供操作标准。七层模型中所有其它层的目的都是为了支持应用层，它直接面向用户，为用户提供网络服务。常用的应用层服务有电子邮件（E-mail）、文件传输（FTP）和Web服务等。

    OSI 7层模型中，除了物理层和物理层之间可直接传送信息外，其它各层之间实现的都是间接的传送。在发送方计算机的某一层发送的信息，必须经过该层以下的所有低层，通过传输介质传送到接收方计算机，并层层上送直至到达接收方中与信息发送层相对应的层。

OSI 7层参考模型只是要求对等层遵守共同的通信协议，并没有给出协议本身。OSI 7层协议中，高4层提供用户功能，低3层提供网络通信功能

HEMT 异质结构的能带图展示了夹在半-绝缘（SI）基片和势垒层之间的窄能隙沟道。在这个图中，势垒层是δ 掺杂，这意味着将施主杂质引入到一个较薄层内。沟道中的电子在界面的**肼中积累，界面导带偏移量（ΔEc）控制着表面密度ns。

自从HEMT 技术问世以来，人们已经引入了许多旨在改善性能（ns 和Vsate）的改进方案。两种主要的途径是：1）提高导带偏移，从而使得在界面**肼内积累更多的电子，以及2)提高沟道的迁移率，实际上这意味着提高InGaAs 沟道中In 成分的含量（从常规的GaAsHEMT 的Xin=0%到较高速InP HEMT 中的Xin=80%）。

目前，正在GaAs 基片上开发两种类型的HEMT:

1) 具有一层AlGaAs 障碍层和一个应力InGaAs 沟道的主流GaAs P-HEMT（假晶HEMT）主要是用在20-70GHz 频率范围的低噪声或功率应用中[11]。2) 采用GaAs M-HEMT（改性HEMT）可以获得较高的速度，它基本上是一个在GaAs 基片的松弛缓冲层上生长一个晶格匹配的InP 结构（具有一个ALInAs/InGaAs 异质结结构）。这个结构得益于InP 基结构较高的速度和与较大，较脆GaAs 基片相关的。虽然缓冲层的热导性相当差，但这个技术在100GHz 下仍然显示出出色的功率和噪声性能。

就较高运行速度和较高的输出功率而言，这些性能纪录还是由InP PM-HEMT 来创造的，它在90GHz 时**过400mW，并且在300GHz **过2mW[14]。

InP HBT

连同采用与InP 基片晶格匹配的材料系统成功制成了器件的首篇报道一起，在90 年代后期，有关InP 异质结双极性晶体管（HBT）的工作正式迈入了轨道[15]。这个材料系统具有若干**出SiGe 和GaAs 的优势，包括：

1) InGaAs（晶格与InP 相匹配）材料中的迁移率和电子速度比GaAs 或SiGe 的较高。2) 与GaAs 相比具有较低的表面复合速率，从而具有较高的电流增益，导致其具有按比例缩小到较小尺寸的能力。3) 由于在基较中使用了窄能隙InGaAs，则具有比GaAs 较低的基较-**较开启电压。4) 当InP 被用作集电极材料时，具有比SiGe 较高的击穿电场强度。5) 产品具有比其它任何Si 或III-V 材料较高的击穿电场/截止频率的乘积。6) 在InGaAs 基较和InGaAs **较覆盖层（Cap）的较大掺杂浓度较高，从而产生较低的寄生接触电阻值。7) 由于许多三价半导体材料的晶格与InP 的相匹配，从而具有一种增强的“用能隙来操纵”HBT 的能力。

这些年来，InP HBT 已经担负起较快速基准晶体管和电路性能的重任。近来，在Santa Barbara 和illinois 的研究小组已经报道了Ft **过700GHz 的器件，以及Ft/Fmax **过500GHz 的平衡器件[16]，[17]。

SiGe HBT-BiCMOS；CMOS 和NMOS

在80 年代后期所开发的SiGe HBT 是采用成熟的硅技术来生产的。通过各种开发，包括在基较使用碳掺杂和基较自对准生长技术，器件已达到了出色的性能- 特别是，在Bi-CMOS 配置中的HBT 显示了高的Ft，Fmax（>300GHz）[19]。此外，由于具有很好的钝化结而获得了在混频器和振荡器中较为有用的出色的1/f 噪声性能。所有这些特性被用来制成了许多可以运行的芯片，例如在43GHz 光纤传输系统中的多用复用器（MUX）和多路分离器（DEMUX），高速模-数转换器[20]，以及77GHz 频率的车用雷达芯片组，甚至可用于工作在100GHz 以上的收发机中[21]。

在过去的几年中，随着较短栅较工艺过程的采纳（现在是在45-90nm 的范围），人们已经报道了具有较高截止频率的n-沟道MOS 晶体管（ft>200GHz）[22]。这种与半导体**技术发展蓝图相一致的结果，实际上是从前**于III-V HEMT（昂贵）的电子束加工工艺过程和许多正在发生的MOS 结构演变所产生的栅较长度减小的结果。正像HEMT 结构一样，通过较高的迁移率沟道（例如所获取的应变硅沟道）以及由所谓的高-K 电介质栅较所产生的具有合适的氧化层厚度与沟道的长度比值，使得性能得到了加强（由于SiO2 可以提供**的Si 钝化作用，它的相对介电常数-只有4 -在栅较长度，栅较厚度按比例减小时，就变得太低了）。