基于制造技术

技术编号:39713146 阅读:5 留言:0更新日期:2023-12-17 23:22
本申请提供了一种基于

【技术实现步骤摘要】
基于POWERLINK协议的异步数据传输方法及系统


[0001]本申请涉及计算机网络领域,特别是涉及一种基于
POWERLINK
协议的异步数据传输方法及系统


技术介绍

[0002]标准
POWERLINK
协议在引用标准以太网时,为避免标准以太网
CSMA/CD
技术通信的不确定性,引入了时间槽通信网络管理
(SCNM)
机制

即引入通信周期概念,并将每个周期划分成同步时隙和异步时隙,同步时隙通信同步数据,即实时性以太网数据,异步时隙通信异步数据,即非实时性以太网数据
。SCNM
由一个特殊的网络设备管理节点
(MN
,即主站
)
来管理,它具有网络通信管理功能,对其它受控节点
(CN
,即从站
)
给定同步节拍并分配各站发布权限

[0003]标准
POWERLINK
协议的异步时隙计算是从
SoA
帧开始到异步响应
Asnd
帧结束,如果任意
CN
未被允许异步响应,异步时隙在
SoA
的结束时刻终结

但在异步时隙阶段,仅允许传输一个
Asnd
帧,即只允许通信一个非实时性数据报文,并且若某个
CN
想发送
Asnd
帧需通过
Pres
帧或
Asnd
帧对
MN
进行异步传输请求,
MN
对网络上异步传输请求的
CN
进行排队直至给此
CN
分配权限

这导致
POWERLINK
协议非实时性数据传输具有带宽占用率低

传输效率不高等缺陷


技术实现思路

[0004]本申请提供一种基于
POWERLINK
协议的异步数据传输方法及系统,使得
POWERLINK
网络的所有节点在异步时隙期间可任意交互异步数据,提高
POWERLINK
协议异步数据的传输效率

[0005]本申请实施例第一方面提供一种基于
POWERLINK
协议的异步数据传输方法,上述方法包括:
[0006]在
POWERLINK
周期过程中,采用
Preq/Pres
帧结合
1588
精准时间同步协议,计算各从站对应接收到主站发送的
SoC
帧的链路延时时间;
[0007]基于上述链路延时时间触发同步中断,使上述主站和上述从站同时进入同步时隙,以进行同步数据传输;
[0008]上述主站向上述从站发送
SoA
帧,各从站接收到上述
SoA
帧则进入异步时隙进行异步数据传输,并根据上述链路延时时间和预设的空闲时间计算异步时隙结束时间,使上述主站和从站同时结束异步时隙;
[0009]异步时隙结束,上述主站和从站暂停异步数据传输,并缓存各自收到的异步数据,在下一个
POWERLINK
周期的异步时隙再次开始异步数据传输

[0010]可选地,上述链路延时时间的计算方式为:
[0011]上述同步时隙过程中,上述主站通过
Preq
单播帧依次访问各从站,上述从站通过
Pres
多播帧响应上述主站的访问请求,实现同步数据传输;
[0012]将各从站依次作为目标从站,上述主站与任一目标从站进行同步数据传输时,记录当前
POWERLINK
周期中上述主站向上述目标从站发送
Preq
帧的时间
T1、
上一
POWERLINK
周期中上述主站接收到上述目标从站发送的
Pres
帧的时间
T4、
当前
POWERLINK
周期中上述目标从站接收到上述主站发送的
Preq
帧的时间
T2以及向上述主站发送
Pres
帧的时间
T3;
[0013]按如下公式计算上述目标从站对应的链路延时时间:
[0014]T
delay

((T4‑
T1)

(T3‑
T2))/2
[0015]其中,
T
delay
表示上述目标从站和上述主站之间对应的链路延时时间

[0016]可选地,上述基于上述链路延时时间触发同步中断,包括:
[0017]上述主站向上述从站发送上述
SoC
帧时触发同步中断;
[0018]上述从站在接收到上述主站发送的
SoC
帧之前
T
delay
个时刻触发同步中断

[0019]可选地,上述根据上述链路延时时间和预设的空闲时间计算异步时隙结束时间,包括:
[0020]上述主站在发送下一个
POWERLINK
周期的
SoC
帧之前
T
个时刻结束异步时隙;
[0021]上述从站在接收到下一个
POWERLINK
周期的
SoC
帧之前
T+T
delay
个时刻结束异步时隙;
[0022]其中,
T
为预设的空闲时间,表示在传输下一个
POWERLINK
周期的同步数据前,清理物理层链路的异步数据传输所需的时间

[0023]可选地,上述空闲时间
T
的计算方式为:
[0024][0025]其中,
n
表示最大帧数据长度,
m
表示缓存级数,
v
表示物理层链路的通信速率

[0026]本申请实施例第二方面提供一种基于
POWERLINK
协议的异步数据传输系统,上述系统包括:
MN
功能模块
、CN
功能模块

链路延时计算模块

同步中断触发模块

异步时隙产生模块以及异步数据缓存模块;
[0027]上述
MN
功能模块用于实现
POWERLINK
协议的主站
MN
的网络时隙管理功能,独立发送报文,周期性以多播的方式发送
SoC
帧和
SoA
帧,以
Preq
单播帧访问从站
CN
,并获取和配置各个从站
CN
节点的本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
POWERLINK
协议的异步数据传输方法,其特征在于,所述方法包括:在
POWERLINK
周期过程中,采用
Preq/Pres
帧结合
1588
精准时间同步协议,计算各从站对应接收到主站发送的
SoC
帧的链路延时时间;基于所述链路延时时间触发同步中断,使所述主站和所述从站同时进入同步时隙,以进行同步数据传输;所述主站向所述从站发送
SoA
帧,各从站接收到所述
SoA
帧则进入异步时隙进行异步数据传输,并根据所述链路延时时间和预设的空闲时间计算异步时隙结束时间,使所述主站和从站同时结束异步时隙;异步时隙结束,所述主站和从站暂停异步数据传输,并缓存各自收到的异步数据,在下一个
POWERLINK
周期的异步时隙再次开始异步数据传输
。2.
根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述链路延时时间的计算方式为:所述同步时隙过程中,所述主站通过
Preq
单播帧依次访问各从站,所述从站通过
Pres
多播帧响应所述主站的访问请求,实现同步数据传输;将各从站依次作为目标从站,所述主站与任一目标从站进行同步数据传输时,记录当前
POWERLINK
周期中所述主站向所述目标从站发送
Preq
帧的时间
T1、
上一
POWERLINK
周期中所述主站接收到所述目标从站发送的
Pres
帧的时间
T4、
当前
POWERLINK
周期中所述目标从站接收到所述主站发送的
Preq
帧的时间
T2以及向所述主站发送
Pres
帧的时间
T3;按如下公式计算所述目标从站对应的链路延时时间:
T
delay

((T4‑
T1)

(T3‑
T2))/2
其中,
T
delay
表示所述目标从站和所述主站之间对应的链路延时时间
。3.
根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于所述链路延时时间触发同步中断,包括:所述主站向所述从站发送所述
SoC
帧时触发同步中断;所述从站在接收到所述主站发送的
SoC
帧之前
T
delay
个时刻触发同步中断
。4.
根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述链路延时时间和预设的空闲时间计算异步时隙结束时间,包括:所述主站在发送下一个
POWERLINK
周期的
SoC
帧之前
T
个时刻结束异步时隙;所述从站在接收到下一个
POWERLINK
周期的
SoC
帧之前
T+T
delay
个时刻结束异步时隙;其中,
T
为预设的空闲时间,表示在传输下一个
POWERLINK
周期的同步数据前,清理物理层链路的异步数据传输所需的时间
。5.
根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述空闲时间
T
的计算方式为:其中,
n
表示最大帧数据长度,
m
表示缓存级数,
v
表示物理层链路的通信速率
。6.<...

【专利技术属性】
技术研发人员:王亚茹张伟楠孔源杜晔张亮张紫强汤长江
申请(专利权)人:北京航天晨信科技有限责任公司
类型:发明
国别省市:

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