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用于传输周期性和非周期性数据的方法和系统

摘要

本发明的一个目的在于,指出一种通过传输信道传输数据的途径,其有效避免了目前由环状结构和线状结构所带来的缺点,并将一种拓扑类型的优点与另一种拓扑类型的优点结合起来。为此,本发明建议了一种用于通过传输信道在连接到所述传输信道的至少两个用户单元之间传输周期性数据和非周期性数据的方法,其中针对协议特定的周期性数据传输至少在一个用作主机的用户单元和至少一个用作从机的用户单元之间执行,其特征在于,对要在一个即将到来的周期内传输的数据进行检验,以检验该数据相对于在前一周期内的相应数据的冗余性和现实性,当发现在一个即将到来的传输周期内只有冗余数据而没有新的信息内容时,用非周期性数据来代替所述数据插入到为所述数据而提供的数据区域中。

著录项

  • 公开/公告号CN101300534A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2008-11-05

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 菲尼克斯电气公司;

    申请/专利号CN200680041032.X

  • 发明设计人 A·科瑞克;

    申请日2006-10-31

  • 分类号

  • 代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所;

  • 代理人赵冰

  • 地址 德国勃郎贝克市

  • 入库时间 2023-12-17 20:58:06

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2018-10-23

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):H04L12/64 授权公告日:20120905 终止日期:20171031 申请日:20061031

    专利权的终止

  • 2012-09-05

    授权

    授权

  • 2008-12-31

    实质审查的生效

    实质审查的生效

  • 2008-11-05

    公开

    公开

说明书

本发明涉及一种在考虑到实时性的情况下通过传输信道传输周 期性和非周期性数据的方法和系统。

一种已知的、在工业上应用于数据传输系统的通信系统是现场总 线,它将诸如测量探测器(传感器)、调节装置和/或驱动装置(执行 单元)的大量现场设备与一个控制设备相连。在市场上有许多具有不 同特性的不同的现场总线系统,并且在世界范围内被大规模标准化。

从拓扑学的角度说,目前市场上相关的现场总线系统基本上被分 为两类,一类是在带有线状结构、包括线束或树状结构的系统,如 Profibus总线、CAN总线或以太网;另一类是在带有环状结构的系统, 例如Interbus总线。

通常,带有环状结构的系统尤其具有协议效率高的特点,这在低 传输频率的情况下表现为很高的净数据速率。环状拓扑意味着同步数 据传送或者所有用户的数据传输。这样,要传输的信息从一个用户被 转发到另一个用户,直至到达相应的指定用户。另外的优点在于,对 于传输路径有非常好的诊断特性,并且在很大程度上省去了设备地址 和定时的分配,这是因为传输路径是对等(peer-to-peer)连接,因 此实现了与客户端/服务器连接或主/从连接不同的对等方之间的通 信。

与此不同的是,具有基于线状结构的拓扑的现场总线系统通常具 备热插拔能力,也就是说,在正在运行总线操作期间可以使各个用户 插入或拔出,而不会产生什么问题。另外,过程数据和非周期性数据, 包括设备诊断数据,可以根据情况在几乎任意的范围内传输。这种拓 扑结构主要是基于客户端/服务器通信或者主/从通信。

然而,总的来说,可以断定与环状结构相关的优点正对应于线状 结构的缺点,反之亦然。此外,尤其是鉴于当下普遍采用且与市场相 关的总线系统所具有的高度复杂性以及高传输速率,总线连接通常只 能通过专门的且昂贵的协议芯片或微控制器来实现。

本发明的一个目的在于,指出一种通过传输信道传输数据的途 径,其有效避免了目前由环状结构和线状结构所带来的缺点,并将一 种拓扑类型的优点与另一种拓扑类型的优点结合起来,其中尤其是不 仅要保证热插拔能力和过程数据和非周期性数据(包括设备诊断数 据)的与条件相关的传输,而且还要保证较低的协议开销和同步数据 传送以及到所有相连用户的过程数据传输。

根据本发明的解决方案是通过权利要求1所述的方法和权利要 求20所述的传输系统来给出的。

有利的和/或优选的实施方式和改进是各个从属权利要求的主 题。

因此,根据本发明,对基于用于通过传输信道传输周期性数据的 协议进行数据传输的方法进行了改进,对要在一个即将到来的周期内 传输的数据进行检验,以检验该数据相对于在前一周期内的相应数据 的冗余性和现实性,当发现在一个即将到来的传输周期内本来只传输 冗余数据而不传输新的信息内容时,用非周期性数据来代替不包含新 信息内容的冗余数据插入到为此而提供的数据区域中。

这样,采样本身的等距性以及过程数据传输过程中的确定性(其 对于控制应用来说尤其重要)都保持不变,也不会由此使有效数据的 吞吐量下降。

为了实现本发明所述的方法,本发明特别提出了一种传输系统, 其为了发送和接收数据,在主机与至少一个从机之间具有一条共用的 数据线。其中,多个相连的从机用户可以形成一个用户站,主机通过 所述数据线与这个用户站相连。另外,该数据传输系统还具有一个针 对应用特定的协议,在这个协议的基础上,数据以周期性的时间间隔 在主机和从机之间传输以便将数据写入从机,并且数据在主机和从机 之间进行交换以便从从机读出数据。主机具有一个专门的检验机构, 能够对为即将到来的周期性传输而提供的数据进行检验,以检验该数 据相对于在前一个周期性传输期间已经传输的、存储在存储器中的数 据的冗余性和现实性,并且还具有一个与所述检验机构相连的判断机 构,能够判断是否要将非周期性数据插入到本来只传输冗余数据而不 传输新信息内容的数据区域中,并且在答案为“是”的情况下判断将哪 些非周期性数据插入到这个数据区域中。

符合目的的是,在每个传输周期内,主机单元分别在第一个数据 周期期间从从机单元读出过程数据,并在相应接下来的第二个数据周 期期间传输过程输出数据或非周期性数据。

尤其是,非周期性数据不仅可以插入到由主机单元至从机单元的 传输中,而且也可以插入到由从机单元至主机单元的传输中。

在一个优选的改进方案中进一步建议,周期性数据不仅可以插入 到由主机单元至从机单元的传输中,而且也可以插入到各个从机单元 之间和/或者由从机单元至主机单元的传输中。

为此,建议所有用户单元一起读取在一个数据周期内同时传输的 数据。

为了实现错误识别,进一步建议用户单元通过分别接收或者一起 读取的数据形成一个检验和或校验和,并将其与附加到分别接收或同 时读取的数据上的检验和或校验和进行比较。

因此,在一个优选的改进方案中,当识别出错误时发送回一个错 误报告。

在实践中,本发明建议,在一个数据周期内,每次数据传输都以 传输地址开始,接着传输功能编码。符合目的的是,由主机所生成的 CRC构成了传输结束。

本发明特别建议,传输请求数据、应答数据或诊断数据作为所述 非周期性数据。

此外,符合目的的是,主机单元预先确定一个或多个从机用户要 传输非周期性数据的相应时刻。

为此,符合目的的是,为了预先确定这样的相应时刻,主机单元 在其中传输非周期性数据的前一个数据周期内同时传输一个相应的 功能编码。

为了提高容错能力,特别是在对安全性要求很高的处理过程中, 另外还建议,至少在传输了预定的最大数目的包含非周期性数据的连 续数据周期之后,执行一个包含周期性数据的普通数据周期。

作为替代或补充,优选地进一步建议,如果在一个预先确定的时 间段内不存在没有错误的周期性数据交换,则识别出一个错误并开始 执行一个预先参数化的错误处理。

为了在每个数据周期期间传输数据,具有优点的是,本发明使用 了由地址、功能编码、给定数目的有效数据、以及检验和或校验和所 组装而成的恒定不变的报文外部结构,其中符合目的的是,在两个前 后连续的报文之间具有一个空闲时间,在空闲时间内没有数据传输。

本发明还建议,在一个数据周期期间所传输的有错误的数据直到 相应的下一个数据周期才会被重复发送。

本发明的一个特别有利的改进方案建议,当识别出在一个预计数 据传输的数据周期内没有可用的从机单元时,主机单元在分配给从机 单元的相应时间窗口内嵌入一个占位符。

在一个数据周期期间,为进行分析而传输的诊断数据最好以主机 单元的一个发送请求而开始,其中在这样一个诊断周期中优先传输具 有较高优先级的信息。

本发明的上述特征和其他特征、以及由此带来的优点通过下面参 照附图对优选实施方式的示例性说明而给出。

如图所示:

图1示出了优选用于本发明所述方法的总线周期内的可能的 总线访问,

图2示出了用于本发明的报文的帧结构的一个示例,

图3示出了在一个PD写访问周期内的报文结构,

图4示出了在一个PD读访问周期内的报文结构,

图5示出了在一个非周期嵌入的诊断访问期间的报文结构,

图6示出了根据本发明的传输系统的一种可能的拓扑结构,

图7示出了根据本发明的传输系统在一个已有总线拓扑结构 中的集成。

根据本发明的方法和传输系统是基于对于发送和接收数据、尤其 是发送和接收数据过程数据共用的数据线。例如,一种这种类型的普 通传输系统基于汽车技术领域已知的LIN总线工作,该系统可以在特 定的数据周期期间通过主机从与一个现场站相连的现场设备读取针 对协议特定的数据,并且在相应的后续数据周期中把这些数据写入所 述现场设备,速率大约为19.2至38kbd。

对于许多应用而言,本发明表现出了这样的特点:在过程数据传 输过程中的确定性,即预定性和不可变性要比实际传输速度更重要。

在本发明中,这个确定性是由传输系统的总线周期时间决定的, 所述总线周期时间可符合目的地被调整,例如介于10到100毫秒之 间的范围内。为了以每个周期16位来传输16个过程数据值,例如25 毫秒的缺省设置就足够了。

因此,在根据本发明的方法中,过程输入数据和过程输出数据的 传输原理上是在一个固定的间隔内发生的,分别错开半总线周期时 间。

参考图1,下面的描述首先这样开始:用于周期性传输过程输入 数据和过程输出数据的传输协议中使用两种不同的服务,下文称为 PD读和PD写。因此,一个总线周期包括一个基于PD读服务的数据 周期和一个跟在后面的基于PD写服务的数据周期。

当传输过程输出数据时,根据本发明的传输系统的主机在PD写 服务下原则上向一个与所述主机相连的站发送用于连接到该站的现 场设备的所有数据,并且紧接着符合目的地确定一个同时也被传输的 CRC(循环冗余校验)。符合目的的是,传输系统被设计为使得所有 相连的现场设备同时读取所有这样传输的信息,最好是同样形成一个 CRC,这个CRC可以与主机接收到的CRC进行比较,从而在出现 错误的情况下生成一个错误报告,并且例如使整个站或者各个现场设 备进入安全状态。

当传输过程输入数据时,主机在PD读服务下例如首先发送一个 广播地址,随后发送功能编码。此外,与该站相连的现场设备在数据 线上一个字节一个字节地将它们的数据、尤其是它们的过程输入数据 分别放置在为其所提供的字节空间中。在一个优选的实施例中,所连 接的现场设备还能够通过同时监听数据线而识别出所有的数据,并为 此再次计算一个CRC。

另外,本发明还利用了这样一个事实,即通常不必总是需要传输 过程输出数据,这特别是意味着,如果即将被传输的过程输出数据没 有发生任何改变,那么连接到一个现场站的现场设备就已经掌握了最 新的过程输出数据。为此,主机包括一个检验机构,用于确定在要传 输的数据中一个周期与下一个周期之间是否存在差异。如果所述检验 机构在这种情况下确定不存在差异,并且在前一个周期中没有出现错 误报告,则主机的一个判断机构判断是否要在即将到来的时缝中传输 诸如请求数据、应答数据或诊断数据的非周期性数据,以代替本来要 传输的冗余数据。

在图1所示的例子中,根据本发明,主机在PD读服务结束后的 一个总线周期内,在一个原本为PD写服务而提供的时隙中传输一个 用“请求1”来表示的请求。“从机”要发送一个特定的应答的时刻在图 1中标注为“应答1”,其符合目的地由主机通过功能编码中的一个比 特来确定。因此,根据图1,预先设定一个直到下一个PD读服务完 成之后的应答延迟,即直到本来是为下一个PD写服务而提供的时隙, 这样就进一步保证了确定性,此外使得从机有更多的时间来处理请 求。

特别是对于安全要求较高的传输过程,在使用本发明所述方法 时,本发明进一步建议,一个PD写周期的中断不能超过最大数目的 连续数据周期,否则将开始执行一个预先参数化的错误处理,例如使 现场设备进入安全状态。因此,一个PD写周期的中断例如可以持续 最多15个连续的数据周期,而在第16个时隙中必须再次进行PD写 访问。作为替代或补充,为了提高安全性可以进行预先设定,在一个 预先确定的时间段内,例如在1000毫秒内,必须进行至少一次有效 的、即没有错误的周期性数据交换,否则所有相连的现场设备将识别 出一个错误,并开始执行预先参数化的错误处理。

在一个PD写周期、PD读周期或非周期性数据周期期间,一种 优选的、然而基本上与协议相关的帧结构在图2中示出。其中相应的 报文长度包括68个字符,并且符合目的地被实现为对于作为从机连 接的现场设备来说没有额外的存储器需求。

因此,该报文中包含一个1字节的地址,它确定了作为接收方的 一个特定的用户,或者在广播地址的情况下表示所有的用户。后面跟 着的是一个功能编码,在这种情况下也包含1个字节,其定义了后续 有效数据所希望实现的功能。在这个例子中,原本的有效数据包含64 个字节,后面跟着的是一个包含2个字节的CRC。在这样的报文的各 个字符之间进行传输时不能超过一个最大间歇,因为否则的话就会识 别出一个错误。这个间歇例如预定为1毫秒,它也被称作字符间时间 间隔(Inter-Charaker-Timeout)。此外,在两个前后连续的报文之 间还有一个空闲时间(Inter-Frame-Timeout)(图1),例如为2毫 秒,从而可以由接收方在必要时正确执行所需的错误处理。

如图2示出的错误-异常码(Error-Exception-Code)和错误码的 反向传输,即检测到一个错误并识别出什么错误的通知,最好仅在识 别出一个这样的错误时由接收方实现,并且符合目的地在接收方接收 到来自发送者的CRC之后一到两个毫秒内开始反向传输。

因此,上述优选的、但仅仅是示例性的帧结构以及时间关系对于 其他的协议是兼容的,例如与Modbus协议兼容。

然而与这样的Modbus协议不同的是,在应用本发明时,功能编 码符合目的地被限制在功能编码字节中的低7位。对于非周期性服务, 主机通过对最高有效位进行置位向一个或多个从机传递信号,表明主 机只有等到下一个PD读访问之后才有可能得到对于请求的应答,如 图1所示。然而,由于这个最高有效位只是在发送方和接收方的协议 栈之间才被插入到数据流中,因此在OSI层次模型第7层中的命令也 与Modbus总线兼容。

数据字(16位)的传输例如以Big-Endian格式来实现,即首先 传输高字节。

如同前面已经指出的,本发明是基于基础的周期性架构的数据交 换,其以固定定义的间隔进行,并且最好被划分成上述的PD读访问 和PD写访问,或者说被划分成PD读周期和PD写周期,使得通过 PD写访问将数据从主机发送到从机,并通过PD读访问实现另一个方 向上的传输,即主要是将数据从从机发送到主机。对于下面的描述, 进一步参考了以下事实,即相应的过程数据是由16位组成的,并被 称为过程数据信道(PDC)。

因此,PD写访问特别被用在当主机要把周期性信息发送到一个 包含许多现场设备的站的时候。相应地,在这种情况下,所有连接到 这个站的用户(即现场设备)同时处理对于它们来说特定的数据(PDC 的数据),从而近于同步地执行所期望的动作。

这样的PD写访问例如在图3中示出。如果一个用户,甚至也可 能是主机本身,在传输之后或传输期间确定了一个错误,则它会在基 于PD写服务的传输结束之后生成一个例如在图3中示出的错误应答。 由于当识别出错误时这个错误应答被传输回来,并且如前面已经提到 的,根据一个优选实施例,所有相连的用户同时读取所有的数据,本发 明建议:所有用户都响应于一个共同读取的错误应答丢弃最后所传输 的数据,使得来自最后有效的、即无错误的周期的数据继续有效。由 主机执行的报文重复不会马上进行,而是在为PD写服务所预留的下 一个时隙之中进行。

要传输的PDC的数目原则上是通过主机配置来确定的。如果将 其设置为0,则不执行PD写访问。

与PD写服务及对数据线的相应访问不同的是,PD读服务不是 可任选的。原则上它用于将数据从所述站中的现场设备传输到上级的 控制系统或主机。

然而,根据本发明,参照PD读服务及对数据线的相关访问,其 使得数据也能在所述站内被分发,即实际上在各个现场设备之间进行 分发。一个PD读访问期间的示例性协议帧结构在图4中示出。对于 图4中所示的每个PDC都存在一个所谓的“生成器(Produzent)”, 它在正确的时刻将数据字(16位)输出到主线上。根据本发明,本发 明所述系统的从机和主机都能作为生成数据的装置。其不仅可以发布 上级系统的数据,而且还能发布它自身的数据,例如数字输入数据。

主机以传输相应的地址和功能编码开始执行每一次PD读访问。 紧接着第一个PDC的生成器例如有500微秒的时间开始执行它的数 据传输。如果例如在750微秒之后传输仍没有开始,主机就知道该生 成器还没有准备就绪或者不可用。在这种情况下,它通过嵌入一个相 应的与特性(Profile)有关的错误码而为相应的PDC生成一个占位 符。通过这样的错误处理,后续的生成器不会察觉到有任何差别,并 且在为它们所提供的时间窗口中开始它们的传输。如果所有的PDC 均已被读入,则主机生成一个校验和CRC。所有的用户也同样计算一 个校验和,并将其与主机所生成的校验和进行比较。如果发现有差异, 则生成例如图4中所示的错误应答,并且根据所有用户同时读取所有 数据的这个优选实施例,所有用户将丢弃最后这个周期中的数据。此 外,为了生成校验和,有利的是,生成器并不是用它们从总线读取回 来的数据,而是用它传输到总线上的数据来执行校验和的生成,因为 只有这样才能保证完整的监控。

这种PD读访问的一个明显的应用例如是将数据在显示器上进行 可视化。另外,其它的实际应用还包括现场设备的有效功率值的输出, 例如包括模拟输出端上的电子负载继电器发动机控制(ELR-MM, Electronic Load Relay-Motor Management),或者借助附加的数字 输入端和输出端对ELR-MM的扩展。

各个PDC的配置最好通过以下的建议来实现。正如已经提到过 的,一个PDC最好由一个16位数据字构成,它通过二进制补码形式 来表示。因此,一般的用户可以通过所定义的描述来解释该数据,其 中对所述描述的请求也可以通过一个服务来实现。这样的一个描述的 内容除了特性之外还包括过程数据值的尺度范围和一个符号名称,该 符号名称可包含16个字符。

因此,一个PDC例如根据下式建立:

其中过程数据的表述实现了根据本发明的传输系统与总线在一 个相应的兼容模式中的绑定集成,并通过上式实现了PDC的尺度调 节。通过这个特性进一步规定了当一个用户不可用时主机发送哪个数 值。

在下面的表格中再次表明了作为示例的特性、其相应的描述、以 及分别对应的基本单位和错误码的列表。

除了由主机生成的错误码8040h以外,符合目的的是,还定义了 其它的错误码,但它们通常与PDC的状态有关而不是与整个现场设 备的状态有关。因此,与应用有关的诊断信息通过非周期性服务“诊 断访问”在站中被分发,下面的表格列出几个作为示例的错误码及其 相应的错误描述。

  PDC   错误   8001h   离开测量范围、表示范围(超出量程)   8002h   线路中断、网络错误   8004h   没有有效的测量值可用(测量值无效)   8010h   存在其它的错误信息

  8020h   PDC没有激活   8040h   模块故障或者没有准备就绪   8080h   离开测量范围、表示范围(量程以下)

下面的例子说明了PDC码的尺度和分配。

  +/-20mA   SL:-0.0261674   SH:0.021674   [mA]   +/-10V   SL:-10.837   SH:10.837   [V]   +/-3000W   SL:-32512   SH:32512   [W]   PDC数据     [hex]   >+21.6746   >+10.837   >+32512   8001过量程   +21.6746   +10.837   +32512   7F00(32512)   +20.0000   +10.000   +30.000   7530(30000)   +0.666667μ   +333.33μ   +1   0001(1)   0   0   0   00000   -6.666667μ   -333.33μ   -1   FFFF(-1)   -20   -10   -30000   8AD0(-30000)   -21.6746   -10.837   -32512   8100(-32512)   <-21.6746   <-10.837   <-32512   8080   量程以下

在根据本发明的传输系统中或者根据本发明的方法中,诊断数据 的分析最好通过轮询(Polling)来实现,即通过发送轮询请求来实现。 只要一旦有一个空闲的时隙可用,分配给所述传输系统的主机就自动 执行诊断周期。被规定作为生成器的用户通过诊断访问而被监控。所 有其它用户将按顺序被轮询。

在复位之后,不仅在诊断数据中而且在过程数据中,具有等于或 大于一个例如为10h的特性数的特性的所有PDC都发送错误编码 8020h。只有等该用户的配置数据已经由主机检验并确认后,它的PDC 才被激活。

根据本发明,可嵌入到周期性传输协议模式中的诊断访问的基本 工作方式是可以与前面提到的PD读访问相类比的。然而,一个主要 区别在于,所传输的是状态信息而非过程数据。在诊断访问过程中的 报文帧的一个例子在图5中示出。

如果一个用户拥有很多PDC,它可以同时报告不同的事件。如 果只有一个信道可用于诊断,那么出于安全性的原因始终只传输最高 优先级的信息。

诊断信息例如由两个字节组成,即状态类和状态码。状态码作为 位字段而被分析,也就是说,多个字段也是可以或者说是可能的。状 态类的编码越高,事件的优先级也越高。例如,所有低于80h的类被 认作是消息,而不会被归为错误。诊断信息的几个例子在下表中列出。

图6示出了一种本发明所述传输系统的可能的配置拓扑结构。一 个主机单元1,在本例中是笔记本电脑,根据图1通过一个USB接口 与现场站10相连,该站包括多个现场设备11。现场站10中的现场设 备11或从机的物理连接不仅可以通过集成主线(例如通过底板总线) 而且也可以通过一条单独的电缆12来实现。

除了图6中所示的拓扑结构之外,本发明所述传输系统也可以例 如被用于将现场站集成到如图7所示的现场总线环境中。在这里,根 据本发明的传输系统例如通过一个网关13连接到一个现场总线,如 Profi总线,其它现场总线系统,如Interbus总线、CAN总线、设备 网(Device Net)、以太网或者甚至是无线解决方案也可以连接到本 发明所述的传输系统。本发明所述传输系统的PDC的形成以1∶1的比 例实现在目标系统、现场总线系统中,其中非周期性数据(例如参数、 特征曲线和测量数据)的传输就像操作软件的集成那样与目标系统相 关。

例如基于Profi总线系统,非周期性数据通过DPV1服务传输。 各个现场设备的配置不仅可以通过Profi总线经由DTM(设备类型管 理)来实现,即具有第2类主机的引导系统,也可以以本地方式在所 描述的现场站中通过用作传输系统主机1的笔记本电脑来实现。如果 目标系统不允许任何制造商无法掌控的参数化,或者如果为此而付出 开发成本过高,例如在Interbus、CAN、设备网的情况下,这种本地 配置应当始终作为一种出路。

通过把本发明所述传输系统的本地主机1插入到现场站11的网 关13中,通知所述网关13,用于建立本发明所述传输系统的具有更 高优先级的主机接管了现场站10的控制。于是,网关13停止所有目 前的非周期性命令,接着告知现场总线系统或第2类主机的上级控制 器(第1类主机)整个站不可用。此外,例如有1秒钟的时间以使所 述站进入安全状态。在这段时间结束后,集成在站中的总线耦合器变 为非活动的,本发明所述传输系统的主机1最好在例如500毫秒的总 线超时之后接管所述站的本地控制。这样,本发明所述传输系统的主 机1继续不时地发起周期性数据交换,以便从过程输入数据中读取, 其中应当选择比例如2秒钟的总线复位时间更短的时间,各现场设备 保持在安全状态。网关13同样也读取这些数据,并再次更新它的现 场总线一侧的过程输出数据。

如果网关13检测到与本发明所述传输系统的主机1的连接被断 开,它自动开始周期性数据交换以读取过程数据。如果一个完整周期 已经结束,那么现场总线一侧的过程数据被再次更新,并告知上级控 制器现场站已经可用。

因此,本发明将热插拔能力和周期性过程数据、非周期性过程数 据(包括诊断数据)的与条件有关的传输结合起来,其具有协议开销 低的优点,并且实现了向所有用户同时传送和传输过程数据。协议效 率导致传输介质中的总体数据速率降低,使得协议处理不必再由特殊 的协议芯片完成,而是可以通过用户已有的微控制器来实现。因此, 用于总线耦合的硬件开销只来自物理总线,特别是线路驱动器。根据 本发明,低时钟频率的其它附带效应是工作中具有高抗干扰性和低发 射干扰,并且免去了额外的外部定时。尽管仍然需要为每个设备分配 一个地址,但DIP或编码开关的容易出错的设置可以通过并非本发明 目标的特殊机制而得以避免。

总的来说,基于上述描述,本发明能够实现在一个通信部件内多 个用户之间的数据交换,尤其是在PD读访问过程中。这样得到了协 议的高效率以及数据传递/传输时的同步。这些数据最好由所有用户同 时读取进一步提高了效率,因为这使得PDC只需要在总线上被传输 一次,另外还省去了用于多主机系统的仲裁开销。

另外,本发明舍弃了冗余信息,尤其是在PD写访问过程中,并 用包括诊断数据在内的非周期性数据来填充相应的时隙,而且对于非 周期性的数据交换来说,不会由于可能出现的所需应答的延迟而影响 PDC传输中的实时性。

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