工业以太网协议--概要设计

《工业以太网协议--概要设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、北京/杭州和利时公司技术文件文件名称：工业以太网协议概要设计说明书文件编号：A05-B13-000248项目名称：工业以太网协议开发项目编号：A0506B物料编码：文件密级：机密受控标识：第1册共14页共1册版本状态拟制审核批准批准日期修订信息ACFC方垒刘伟施波2005.3.26相关部门/人员会签：文件发放（接收文件的部门或人员）替换旧版文件；替换：1文件修订页编号章节名称修订内容简述修订日期订前版本订后版本修订人批准人1全部创建2005.3.24V1.0方垒施波目录1文档介绍1-41.1文档目的1-41.2文档

2、范围1-41.3读者对象1-41.4参考文档1-41.5术语与缩写解释1-42背景：2-53需求3-54与应用层的接口4-65系统的体系结构5-76工业以太网协议6-86.1选主：6-86.2令牌结构6-96.3令牌环的生成6-106.3.1令牌环传递、产生可以图示如下：6-106.3.2从节点在线注册：6-106.3.3从节点离线处理：6-116.3.4令牌丢失的处理：6-116.3.5单点故障扩散的规避：6-116.4令牌传递策略6-116.4.1令牌传递顺序：6-116.4.2多个令牌同时传递：6-126.5

3、双网切换策略6-126.6算法各项指标估算6-141文档介绍1.1文档目的本文主要根据《工业以太网协议--软件需求.doc》的要求，以及前期的技术预研，给出了实现“工业以太网协议”的具体思路，作为后续具体开发工业以太网协议的依据，同时也希望同级评审中能及时发现设计中的不妥之处。1.2文档范围主要涉及实现工业以太网的：与应用层的接口、令牌环式主从协议的详细设计思路、调度算法的各项指标的估算。1.3读者对象MACSV网络应用开发人员以及工业以太网开发人员：1.4参考文档[SPP-PROC-PP]SEPG，需求开发规范，

4、机构名称，日期[EPSG-WP]作者，《POWERLINKDataTransportServicesWhite-PaperVersion:0005》，ETHERNETPowerlinkStandardizationGroup，2002.9.27[IOS]作者，《CiscoIOSRelease12_0》，CiscoSystemsInc.，20041.5术语与缩写解释缩写、术语解释DRTEDeterministicReal-TimeEthernetEPSGETHERNETPowerlinkStandardization

5、GroupPIM立项管理，ProjectInitializationManagementMACMediumAccessControl802.3以太网，CSMA/CD。802.4令牌总线，物理上是总线结构，逻辑上无主令牌传递802.5令牌环，物理上是一个环，逻辑上选主＋令牌传递1背景：工业以太网工作启动后，经过前几次讨论，初步确定了“工业以太网的用户需求”，为了满足《工业以太网协议--软件需求.doc》的要求。通过对业界流行的几种工业以太网协议的比较，结合公司主流应用环境的特点，确定以POWERLINK协议为原形，参

6、考802.4令牌总线、802.5令牌环两种协议，给出工业以太网协议的概要设计。POWERLINK的成功证明工业以太网完全可以不改硬件，只对以太网软件改动就可以满足确定性实时的需求，令牌调度算法比POWERLINK简单的主从调度更适合我们公司非实时操作系统Windows与实时操作系统QNX混合的应用环境，前一段时间的一些试验数据验证了这一点。2需求详见《工业以太网协议--用户需求.doc》以及《工业以太网协议--软件需求.doc》。归纳起来，工业以太网需求主要包括以下几点：在公司各产品的实时通讯环节替代现在使用的TC

7、P/IP协议栈，达到确定性实时通讯目的。u确定性：应该采用周期性轮询策略而不是随机抢占；u实时性：能在一个采样周期内将发送缓冲的采集数据及时传递给目的节点。u安全性：避免网络风暴的产生和对系统的冲击。操作员站服务器工程师站IO站服务器IO模块IO模块系统网管理网控制网TCP/IP协议工业以太网协议一期开发工作要求：在MACSV中使用工业以太网实现数据的采集。满足两层网络结构的应用环境，即非实时的数据通过TCP/IP走管理网，而实时数据通过工业以太网协议走系统网，两层网络隔离，互不干扰。二期开发工作要求：满足一层网络

8、结构的应用环境，即非实时的数据走TCP/IP协议，实时数据走工业以太网协议，但两种协议跑在同一层网络上。操作员站服务器工程师站IO站服务器IO模块IO模块系统网层采集数据走工业以太网协议管理层数据走TCP/IP协议控制网1与应用层的接口详见《工业以太网协议--接口定义.docc》。与应用层的接口采用基于节点号＋端口的报文收发方式（类似UDP协议）。图示如下，