工業以太網現場總線EtherCAT 第4部分：數據鏈路層協議規范 現行
Industrial ethernet fieldbus Ether CAT—Part 4:Data Link Layer protocol specification
標準號：GB/T 31230.4-2014
基本信息
標準號：GB/T 31230.4-2014
發布時間：2014-09-30
實施時間：2015-04-01
首發日期：
出版單位：中國標準出版社查看詳情>
起草人：謝素芬、高鏡媚、劉丹、劉楓、包偉華、楊志家、王雪、劉艷強、范瑜、羅安、陳冰冰、李天兵、關鵬、范斌、程庚
出版機構：中國標準出版社
標準分類： 工業自動化與控制裝置綜合
ICS分類：工業自動化系統
提出單位：中國機械工業聯合會
起草單位：機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所、北京儀綜測業科技發展有限公司、西南大學、上海自動化儀表股份有限公司、中科院(沈陽)自動化研究所等
歸口單位：全國工業過程測量和控制標準化技術委員會(SAC/TC124)
發布部門：中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局 中國國家標準化管理委員會
主管部門：中國機械工業聯合會
標準簡介
GB/T31230的本部分依賴于IEC61158系列文件類型12中相對應的部分
標準摘要
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GB/T31230《工業以太網現場總線 EtherCAT》分為以下6個部分: ———第1部分:概述 ———第2部分:物理層服務和協議規范 ———第3部分:數據鏈路層服務定義 ———第4部分:數據鏈路層協議規范 ———第5部分:應用層服務定義 ———第6部分:應用層協議規范 本部分為 GB/T31230的第4部分。 本部分按照 GB/T1.1—2009給出的規則起草。 本部分由中國機械工業聯合會提出。 本部分由全國工業過程測量和控制標準化技術委員會(SAC/TC124)歸口。 本部分起草單位:機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所、北京儀綜測業科技發展有限公司、西南大學、上海自動化儀表股份有限公司、中科院(沈陽)自動化研究所、清華大學、北京航空航天大學、北京交通大學、北京和利時系統工程有限公司、中科院計算所順德分所、歐姆龍工業自動化公司、倍福北京分公司、ETG 中國。 本部分主要起草人:謝素芬、高鏡媚、劉丹、劉楓、包偉華、楊志家、王雪、劉艷強、范瑜、羅安、陳冰冰、李天兵、關鵬、范斌、程庚。 |
標準目錄
| 前言 Ⅶ 1 范圍 1 1.1 本部分與IEC標準的關系 1 1.2 概述 1 1.3 規范 1 1.4 規程 1 1.5 適用性 1 1.6 一致性 1 2 規范性引用文件 1 3 術語、定義、符號和縮略語 2 3.1 參考模型術語和定義 2 3.2 服務約定術語和定義 3 3.3 通用術語和定義 4 3.4 附加的 EtherCAT 定義 5 3.5 通用符號和縮略語 7 3.6 其他 EtherCAT 符號和縮略語 8 3.7 約定 9 4 DL協議概述 13 4.1 工作原理 13 4.2 拓撲 14 4.3 幀處理原則 14 4.4 數據鏈路層概述 15 4.5 錯誤檢測概述 15 4.6 節點參考模型 15 4.7 操作概述 16 5 幀結構 17 5.1 幀編碼原則 17 5.2 數據類型和編碼規則 17 5.3 DLPDU 結構 19 5.4 EtherCATDLPDU 結構 22 5.5 網絡變量結構 36 5.6 EtherCAT 郵箱結構 36 6 屬性 38 6.1 管理 38 6.2 統計 50 6.3 看門狗 54 6.4 從站信息接口 57 6.5 媒體獨立接口(MII) 60 6.6 現場總線內存管理單元(FMMU) 63 6.7 同步管理器 66 6.8 分布式時鐘 71 7 DL用戶內存區 75 7.1 概述 75 7.2 郵箱訪問類型 75 7.3 緩存訪問類型 77 8 EtherCAT:FDL協議狀態機 78 8.1 從站 DL狀態機概述 78 8.2 狀態機描述 79 附錄 A (資料性附錄) EtherCAT:DL協議狀態機的附加規范 85 A.1 DHSM 85 A.1.1 原語定義 85 A.1.2 狀態機描述 86 A.1.3 DHSM 表 87 A.1.4 函數 113 A.2 SYSM 114 A.2.1 原語定義 114 A.2.2 狀態機描述 116 A.2.3 SYSM 表 116 A.2.4 函數 133 A.3 RMSM 133 A.3.1 原語定義 133 A.3.2 狀態機描述 134 A.3.3 RMSM 表 134 A.3.4 函數 137 參考文獻 138 圖1 類型描述實例 10 圖2 特定字段的公共結構 11 圖3 幀結構 14 圖4 單個幀的數據映射 15 圖5 從站節點參考模型 16 圖6 EtherCATPDU 嵌入以太網幀 17 圖7 EtherCATPDU 嵌入 UDP/IP 17 圖8 DL信息類型描述 39 圖9 地址類型描述 41 圖10 DL控制類型描述 42 圖11 DL狀態類型描述 44 圖12 成功寫 DL用戶控制寄存器的序列 46 圖13 成功讀 DL用戶狀態寄存器的序列 46 圖14 RX錯誤計數器類型描述 51 圖15 丟失鏈接計數器類型描述 52 圖16 附加計數器類型描述 53 圖17 看門狗分頻器類型描述 54 圖18 DLS用戶看門狗類型描述 55 圖19 同步管理器看門狗類型描述 55 圖20 同步管理器看門狗狀態類型描述 56 圖21 看門狗計數器類型描述 56 圖22 從站信息接口訪問類型描述 57 圖23 從站信息接口控制/狀態類型描述 58 圖24 從站信息接口地址類型描述 60 圖25 從站信息接口數據類型描述 60 圖26 MII控制/狀態類型描述 61 圖27 MII地址類型描述 62 圖28 MII數據類型描述 63 圖29 FMMU 映射示例 63 圖30 FMMU 實體類型描述 64 圖31 同步管理器郵箱交互 66 圖32 同步管理器緩存區分配 67 圖33 同步管理器緩存區相互 67 圖34 讀郵箱的寫/讀切換處理 68 圖35 同步管理通道類型描述 69 圖36 分布式時鐘本地時間參數類型描述 73 圖37 對郵箱的成功寫序列 75 圖38 對郵箱的失敗寫序列 76 圖39 對郵箱的成功讀序列 76 圖40 對郵箱的失敗讀序列 77 圖41 成功的寫緩存序列 77 圖42 成功的讀緩存序列 78 圖43 從站協議機的結構 79 圖44 SII讀操作 80 圖45 SII寫操作 81 圖46 SII重新加載操作 82 圖47 分布式時鐘 83 圖48 延時測量序列 84 表1 PDU 元素表述實例 10 表2 屬性描述實例 11 表3 狀態機描述元素 12 表4 狀態機元素的描述 12 表5 狀態機中使用的約定 13 表6 位序列傳輸語法 17 表7 Unsignedn數據類型的傳輸語法 18 表8 Integern數據類型的傳輸語法 19 表9 EtherCAT 幀嵌入以太網幀 19 表10 EtherCAT 幀嵌入 UDPPDU 20 表11 包含 EtherCATPDU 的 EtherCAT 幀結構 21 表12 包含網絡變量的 EtherCAT 幀結構 21 表13 包含郵箱的 EtherCAT 幀結構 21 表14 自增式物理讀(APRD) 22 表15 配置的地址物理讀(FPRD) 23 表16 廣播讀(BRD) 24 表17 邏輯讀(LRD) 25 表18 自增式物理寫(APWR) 26 表19 配置的地址物理寫(FPWR) 27 表20 廣播寫(BWR) 28 表21 邏輯寫(LWR) 29 表22 自增式物理讀寫(APRW) 30 表23 配置的地址物理讀寫(FPRW) 31 表24 廣播讀寫(BRW) 32 表25 邏輯讀寫(LRW) 33 表26 自增式物理讀多次寫(ARMW) 34 表27 配置的地址物理讀多次寫(FRMW) 35 表28 網絡變量 36 表29 郵箱 36 表30 錯誤回復服務數據 37 表31 DL信息 40 表32 被配置的站地址 42 表33 DL控制 43 表34 DL狀態 45 表35 DLS用戶特殊寄存器 47 表36 DLS用戶事件 48 表37 DLS用戶事件掩碼 49 表38 外部事件 50 表39 外部事件掩碼 50 表40 RX錯誤計數器 51 表41 丟失鏈接計數器 52 表42 附加計數器 53 表43 看門狗分頻器 54 表44 DLS用戶看門狗 55 表45 同步管理器通道看門狗 55 表46 同步管理器看門狗狀態 56 表47 看門狗計數器 56 表48 從站信息接口訪問 57 表49 從站信息接口控制/狀態 58 表50 實際從站信息接口地址 60 表51 實際從站信息接口數據 60 表52 MII控制/狀態 61 表53 實際 MII地址 62 表54 MII實際數據 63 表55 現場總線內存管理單元(FMMU)實體 65 表56 現場總線內存管理單元(FMMU) 65 表57 同步管理器通道 70 表58 同步管理器結構 71 表59 分布式時鐘本地參數 73 表60 分布式時鐘 DLS用戶參數 74 表 A.1 由 DHSM 到 PSM 的原語 85 表 A.2 由 PSM 到 DHSM 的原語 85 表 A.3 DHSM 和 PSM 之間原語交換的所有參數 85 表 A.4 以太網幀八位位組的標識符 86 表 A.5 DHSM 狀態表 87 表 A.6 DHSM 函數表 113 表 A.7 由SYSM 到 DHSM 的原語 114 表 A.8 由 DHSM 到SYSM 的原語 115 表 A.9 由 DL用戶到SYSM 的原語 115 表 A.10 由SYSM 到 DL用戶的原語 115 表 A.11 用于SYSM 和 DHSM 之間交換的原語所使用的參數 116 表 A.12 SYSM 狀態表 117 表 A.13 SYSM 函數表 133 表 A.14 由 RMSM 到SYSM 的原語 133 表 A.15 由SYSM 到 RMSM 的原語 134 表 A.16 RMSM 和SYSM 之間原語所使用的所有參數 134 表 A.17 RMSM 狀態表 135 表 A.18 RMSM 函數表 137 |
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