1、现场总线技术及其应用现场总线技术及其应用l课程内容介绍第一章 现场总线概论(1.5学时）第二章 网络基础知识（3学时）第三章 基金会现场总线（6学时）第四章 Profibus现场总线（3学时）第五章 LonWorks（6学时）第六章 CAN总线(3学时）第七章 HART1.5学时）第八章 系统集成及综合比较（3学时）第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线本部分内容本部分内容lFF发展回顾发展回顾lFF的网络模型及网络拓扑结构的网络模型及网络拓扑结构lFF-H1技术特点技术特点lFF-HSE技术特点技术特点1.LAS工作机理工作机理第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线1.1.FF发展回
2、顾发展回顾（1）FF-H1和和FF-HSE前身是前身是ISP和和WorldFIP标准标准1994年建立年建立FF-H1(低速低速)、2000年推出年推出FF-HSE（高速）（高速）lFF-H1主要用于过程工业（连续控制）的自动化，传输主要用于过程工业（连续控制）的自动化，传输速率为速率为31.25Kbps，通信距离可达，通信距离可达1900m（与传输介质（与传输介质有关，可加中继器）。有关，可加中继器）。lFF-HSE采用基于采用基于Ethernet(IEEE802.3)+TCP/IP的六层的六层机构，主要用于制造业（离散控制）自动化以及逻辑控机构，主要用于制造业（离散控制）自动化以及逻辑控制
3、、批处理和高级控制等场合。制、批处理和高级控制等场合。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线1.1.FF发展回顾发展回顾（2）FF的发展影响力的发展影响力l基金会现场总线是目前最具发展前景，最具竞争力的现基金会现场总线是目前最具发展前景，最具竞争力的现场总线之一，它的前身是以场总线之一，它的前身是以Fisher-Rosemount公司为公司为首，联合首，联合80家公司制定的家公司制定的ISP协议和以协议和以Honeywell公司为公司为首，联合欧洲首，联合欧洲150家公司制定的家公司制定的WorldFIP协议，两大集协议，两大集团于团于1994年合并，成立年合并，成立“现场总线基金会（现场
4、总线基金会（Fieldbus Foundation）”，并致力于开发统一的现场总线标准。，并致力于开发统一的现场总线标准。截止目前，现场总线基金会已拥有一百多个成员，这包截止目前，现场总线基金会已拥有一百多个成员，这包括世界上最主要的自动化设备供应商，如括世界上最主要的自动化设备供应商，如AB、ABB、Yokogawa、Honeywell、Smar、FUJI Electric等等。等等。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线1.1.FF发展回顾发展回顾（2）FF的发展影响力的发展影响力l他们生产的变送器、执行器，他们生产的变送器、执行器，DCS和流量仪表占世界市和流量仪表占世界市场的场的9
5、0，对工业底层网络的功能需求了解透彻，也具，对工业底层网络的功能需求了解透彻，也具备足以左右该领域自控设备发展方向的能力，因而有它备足以左右该领域自控设备发展方向的能力，因而有它组成的基金会新颁布的现场总线规范具有一定的权威性组成的基金会新颁布的现场总线规范具有一定的权威性。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线2.2.FF的网络模型及网络拓扑结构的网络模型及网络拓扑结构支持双绞线、电缆、光缆、射频支持双绞线、电缆、光缆、射频定义现场定义现场的命令、的命令、响应、数响应、数据或事件据或事件定义功能模块：基本功能模块，先定义功能模块：基本功能模块，先进功能模块进功能模块第三章第三章 基金会现
6、场总线基金会现场总线2.2.FF的网络模型及网络拓扑结构的网络模型及网络拓扑结构第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线3.3.FF-H1技术特点技术特点（1）支持总线供电）支持总线供电lFF-H1采用了基于采用了基于IEC1158-2的双线信号传输技术，并的双线信号传输技术，并为现场设备提供两种供电方式，非总线供电和总线供电。为现场设备提供两种供电方式，非总线供电和总线供电。总线供电的场合，总线上既要传送数字信号，又要由总总线供电的场合，总线上既要传送数字信号，又要由总线为现场设备提供电源能量。按线为现场设备提供电源能量。按FF-H1的技术规范，携的技术规范，携带协议信息的数字信号以带协议
7、信息的数字信号以31.25KHz的频率，的频率，0.751V的峰峰电压被调制到的峰峰电压被调制到932V的直流供电电压上。的直流供电电压上。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线3.3.FF-H1技术特点技术特点（2）支持本质安全）支持本质安全lFF-H1的现场设备按照设备是否为总线供电，是否可用的现场设备按照设备是否为总线供电，是否可用于易燃、易爆环境以及功耗类别而区分的。根据本质防于易燃、易爆环境以及功耗类别而区分的。根据本质防爆要求，应用于易燃、易爆场合的设备，除了应保证能爆要求，应用于易燃、易爆场合的设备，除了应保证能完成测量、控制、通信等正常工作外，还应在任何情况完成测量、控制、
8、通信等正常工作外，还应在任何情况（如断路、短路、故障以及在操作过程中的维护、接通、（如断路、短路、故障以及在操作过程中的维护、接通、断开等情况）下，不至于产生火花和引发燃烧、爆炸等断开等情况）下，不至于产生火花和引发燃烧、爆炸等重大事故，对此，重大事故，对此，FF-H1技术规范规定的总线供电的本技术规范规定的总线供电的本安型标准设备的推荐参数为最高输入电压低于于安型标准设备的推荐参数为最高输入电压低于于24V，最大输入电流小于最大输入电流小于250mA,最大输入功率小于最大输入功率小于1.2w，最，最大内部容抗小于大内部容抗小于5 n F,最大内部电感小于最大内部电感小于20u H。第三章第三
9、章 基金会现场总线基金会现场总线3.3.FF-H1技术特点技术特点（3）令牌总线访问机制）令牌总线访问机制lFF-H1采用了令牌传递的总线控制方式，这种方式从物采用了令牌传递的总线控制方式，这种方式从物理上看，它是一种总线结构的局域网，站点共享的传输理上看，它是一种总线结构的局域网，站点共享的传输介质为总线。但从逻辑上看，它是一种环型结构的局域介质为总线。但从逻辑上看，它是一种环型结构的局域网，连接到总线上的站点组成一个逻辑环，每个站点被网，连接到总线上的站点组成一个逻辑环，每个站点被赋予一个顺序的逻辑位置，站点只有取得令牌才能发送赋予一个顺序的逻辑位置，站点只有取得令牌才能发送数据帧，该令牌
10、在逻辑环上依次传递数据帧，该令牌在逻辑环上依次传递FF-H1中令牌传递中令牌传递是由链路活动调度器是由链路活动调度器LAS进行控制的，进行控制的，FF-H1的通信活的通信活动被分为受调度通信和非调度通信。动被分为受调度通信和非调度通信。lFF采用的这种基于采用的这种基于LAS的链路活动调度，确保了控制的链路活动调度，确保了控制系统中信息传输的及时性。系统中信息传输的及时性。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线3.3.FF-H1技术特点技术特点（4）内容广泛的用户层）内容广泛的用户层lFF在应用层之上增加了一个内容广泛的用户层，它由在应用层之上增加了一个内容广泛的用户层，它由两个重要的部分
11、组成，即功能块和设备描述语言，从而两个重要的部分组成，即功能块和设备描述语言，从而使得设备与系统的集成与互操作性更加易于实现。使得设备与系统的集成与互操作性更加易于实现。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线3.3.FF-H1技术特点技术特点（4）内容广泛的用户层）内容广泛的用户层l功能块与功能块应用进程功能块与功能块应用进程a.FF提供一种通用结构，把分散在控制系统或现场的各种功能（模提供一种通用结构，把分散在控制系统或现场的各种功能（模拟输入、模拟输出、拟输入、模拟输出、PID控制，离散输入、离散输出、偏置等）封控制，离散输入、离散输出、偏置等）封装为相应的功能块装为相应的功能块FB，
12、使其公共特征标准化，规定它们各自的输，使其公共特征标准化，规定它们各自的输入、输出、算法条件、参数与块控制图，并把它们组成为可在某入、输出、算法条件、参数与块控制图，并把它们组成为可在某个现场设备中执行的应用进程（功能块应用进程，个现场设备中执行的应用进程（功能块应用进程，FBAP）功能块）功能块的通用结构是实现开放系统架构的基础，也是实现各种网络功能的通用结构是实现开放系统架构的基础，也是实现各种网络功能与自动化功能的基础。简单一致的功能块偏置，可使功能块分散与自动化功能的基础。简单一致的功能块偏置，可使功能块分散在不同制造商产品中，经集成、无缝的方式执行，定义一致的信在不同制造商产品中，经
13、集成、无缝的方式执行，定义一致的信息可通过通信自由传递，避免了麻烦的映射和接口，功能块应用息可通过通信自由传递，避免了麻烦的映射和接口，功能块应用进程作为用户层的重要组成部分，用于完成进程作为用户层的重要组成部分，用于完成FF总线中的自动化系总线中的自动化系统功能，它们使得不同制造商产品的混和组态和调用更加容易方统功能，它们使得不同制造商产品的混和组态和调用更加容易方便。便。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线3.3.FF-H1技术特点技术特点（4）内容广泛的用户层）内容广泛的用户层l设备描述设备描述DDl设备描述是设备描述是FF总线为实现设备间的互可操作性，支持标准的功能总线为实现设备
14、间的互可操作性，支持标准的功能块而采用的一项重要内容。块而采用的一项重要内容。DD为仪表和系统中的虚拟现场设备的为仪表和系统中的虚拟现场设备的每个对象提供了扩展描述，包括参数标签、工程单位，要显示的每个对象提供了扩展描述，包括参数标签、工程单位，要显示的十进制数、参数关系，量程与诊断菜单等，十进制数、参数关系，量程与诊断菜单等，DD由设备描述语言由设备描述语言DDL实现，采用设备描述编译器，把实现，采用设备描述编译器，把DDL编写的编写的DD源程序转化为源程序转化为机器可读的输出文件，一旦这些机器可读的输出文件上载到主机机器可读的输出文件，一旦这些机器可读的输出文件上载到主机系统后，上位主机系
15、统及其所有设备就能识别出该设备的所有性系统后，上位主机系统及其所有设备就能识别出该设备的所有性能。能。b.正是有了用户层，就可以实现设备的互操作而且可以做到即插即正是有了用户层，就可以实现设备的互操作而且可以做到即插即用。用。Plug and play第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线4.4.FF-HSE技术特点技术特点（1）基于以太网、实现高速）基于以太网、实现高速 l现场总线基金会放弃了其原来的规划现场总线基金会放弃了其原来的规划H2(传输速率传输速率1M和和2.5M)高速总线标准，并于高速总线标准，并于2000年年3月月29日公布了基日公布了基于于Ethernet的高速总线规范，
16、它迎合了控制和仪器仪表的高速总线规范，它迎合了控制和仪器仪表最终用户对可互操作的、节约成本的、高速的现场总线最终用户对可互操作的、节约成本的、高速的现场总线解决方案的要求。解决方案的要求。lHSE充分利用低成本和商业可用的以太网技术，并以充分利用低成本和商业可用的以太网技术，并以100Mbit/s到到1Gbit/s或更高的速度运行或更高的速度运行 第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线4.4.FF-HSE技术特点技术特点（2）兼容）兼容FF-H1 lHSE支持所有的支持所有的FF总线低速部分总线低速部分31.25Kbit/s的功能，的功能，例如功能模块和设备描述语言，并支持例如功能模块和设
17、备描述语言，并支持H1设备与基于设备与基于以太网的设备通过链接设备接口，与链接设备连接的以太网的设备通过链接设备接口，与链接设备连接的H1设备的点对点通信，无需主机系统的干涉，而且与设备的点对点通信，无需主机系统的干涉，而且与一个链接设备相连的一个链接设备相连的H1设备可以直接和另一个链接设设备可以直接和另一个链接设备相连的备相连的H1设备通信，也无需主机干涉。设备通信，也无需主机干涉。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（1）LAS概述概述链路活动调度器链路活动调度器LAS是总线段上的指挥控制中心，是整个是总线段上的指挥控制中心，是整个总线能否正常运行的关
18、键，对于总线能否正常运行的关键，对于LAS工作机理的分析，工作机理的分析，有助于全面的掌握有助于全面的掌握FF的令牌机制，对于的令牌机制，对于FF协议的深入协议的深入理解和理解和FF通信栈软件的开发也具有重要的参考价值。通信栈软件的开发也具有重要的参考价值。FF是一种令牌（是一种令牌（token）总线，每个总线段上要求有且只）总线，每个总线段上要求有且只有一个链路活动调度器（有一个链路活动调度器（LAS,link active scheduler）作为介质访问控制中心。作为介质访问控制中心。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（2）LAS功能功能l链路调度：
19、总线上只有链路调度：总线上只有LAS允许才能通信。分为：受调允许才能通信。分为：受调度通信（周期的温度、流量）和非调度通信（远程诊断、度通信（周期的温度、流量）和非调度通信（远程诊断、报警）。受调度通信对应发布者报警）。受调度通信对应发布者/预订者的预订者的VCR，发布，发布者周期性调度，轮训到该发布者发送者周期性调度，轮训到该发布者发送CD,该发布者接收该发布者接收到到CD，缓冲区，缓冲区总线。非调度通信在预订调度时间之总线。非调度通信在预订调度时间之外，外，PT,收到收到PT后，将数据发送的总线上。后，将数据发送的总线上。l 受调度的循环的通信：周期性地发布受调度的循环的通信：周期性地发布
20、/索取，周期性地索取，周期性地功能块执行调度功能块执行调度AI,PID,AOa.非循环的通信：报警非循环的通信：报警/事件，维护事件，维护/诊断信息，程序启动，诊断信息，程序启动，许可许可/互锁，显示信息，趋势信息，组态互锁，显示信息，趋势信息，组态第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（2）LAS功能功能l链路维护：链路维护：LAS拥有设备清单（拥有设备清单（LIVE LIST）：加入新）：加入新设备，更新；用设备，更新；用PT令牌，如果设备未使用也不返还，令牌，如果设备未使用也不返还，三次，去掉该设备。用广播。三次，去掉该设备。用广播。a.数据链路时间同步
21、：数据链路时间同步：LAS广播时间发布帧（广播时间发布帧（TD），所），所有设备都有相同的数据链路时间，受调度通信的调度时有设备都有相同的数据链路时间，受调度通信的调度时间，非调度时间和其他应用进程时间，对数据链路时间间，非调度时间和其他应用进程时间，对数据链路时间的偏移量来计算。的偏移量来计算。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（3）LAS的竞争产生和移交过程的竞争产生和移交过程l三类设备：基本设备，链路主设备、网桥。三类设备：基本设备，链路主设备、网桥。a.基本设备只能接收基本设备只能接收LAS调度并做出响应，不具备调度并做出响应，不具备LAS功能。链
22、路主设备（功能。链路主设备（LM）是有能力成为）是有能力成为LAS的设的设备，一个总线上可以有多个备，一个总线上可以有多个LM，但某一时刻只能有一但某一时刻只能有一个个LM成为成为LAS，其他作为冗余，备用，既书上说的备，其他作为冗余，备用，既书上说的备份。当份。当LAS出错时，其他出错时，其他LM通过竞争产生新的通过竞争产生新的LAS,这这块非常有意思。网桥（见图块非常有意思。网桥（见图P74,图图34），不同网段），不同网段的连接扩展，具有的连接扩展，具有LM所有功能。并且对其下游总线段所有功能。并且对其下游总线段发布数据链路绝对时间。发布数据链路绝对时间。第三章第三章 基金会现场总线基金
23、会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（3）LAS的竞争产生和移交过程的竞争产生和移交过程lLM竞争成为竞争成为LAS过程分两种情况：过程分两种情况：1）系统启动的）系统启动的LAS竞争竞争总线上电，总线上的总线上电，总线上的LM如果发现没有如果发现没有LAS在工作，立在工作，立刻进入竞争过程，最先完成初始化的刻进入竞争过程，最先完成初始化的LM将成为将成为LAS。一般情况，第一个接通电源的一般情况，第一个接通电源的LM会成为会成为LAS,其他其他LM未进入到竞争中。但如果该未进入到竞争中。但如果该LM初始化比另一个初始化比另一个LM初始初始化慢，也可能后通电的这个化慢，也可能后通电的这个L
24、M成为成为LAS，竞争成功。，竞争成功。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（3）LAS的竞争产生和移交过程的竞争产生和移交过程lLM竞争成为竞争成为LAS过程分两种情况：过程分两种情况：2）现有的）现有的LAS出错或失去出错或失去LAS作用，其他作用，其他LM竞争成为竞争成为LAS竞争过程将选择具有最低节点地址的竞争过程将选择具有最低节点地址的LM成为成为LAS。也。也可以通过指定，在上电前的离线组态时，将可以通过指定，在上电前的离线组态时，将LM的某个的某个参数（网络管理信息库（参数（网络管理信息库（NMIB）改为首选）改为首选LAS,则该则该LM上电，
25、对现有的上电，对现有的LAS发出请求，让其退出发出请求，让其退出LAS而把而把LAS的位置转交给该的位置转交给该LM。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（3）LAS的竞争产生和移交过程的竞争产生和移交过程lLM竞争成为竞争成为LAS过程分两种情况：过程分两种情况：问题：什么是组态问题：什么是组态组态：组态：configuration，通过专用软件定义系统的过程。，通过专用软件定义系统的过程。定义系统网络连接方式和各站地址的过程叫网络组态。定义系统网络连接方式和各站地址的过程叫网络组态。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理
26、（3）LAS的竞争产生和移交过程的竞争产生和移交过程lLM竞争成为竞争成为LAS过程分两种情况：过程分两种情况：l问题：为什么要最低节点？问题：为什么要最低节点？LM监听的时间段：监听的时间段：V(TN)V(ST)，其中，其中V(TN)为固定为固定时间值，时间值，V(ST)为该为该LM的节点地址。如何取代：监听第的节点地址。如何取代：监听第一个一个V(TN)V(ST)无活动，发送申请无活动，发送申请LAS帧（帧（CL），），继续监听，仍无活动，发第二个继续监听，仍无活动，发第二个CL；反复；反复3次没有反应，次没有反应，取代。所以取代。所以LM节点地址越小，节点地址越小，V(TN)V(ST)越
27、小，检越小，检测出测出LAS出错越早。出错越早。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（3）LAS的竞争产生和移交过程的竞争产生和移交过程lLM的移交：的移交：总线上其它总线上其它LM若要成为若要成为LAS,发送一个数据帧给当前发送一个数据帧给当前LAS，请求其移交，请求其移交LAS。若。若LAS离线组态就被设置为首离线组态就被设置为首选的选的LAS，不移交。请求的，不移交。请求的LM的节点地址大于当前的节点地址大于当前LAS的节点地址，不移交。移交发出转交的节点地址，不移交。移交发出转交LAS帧帧（TL），发出后要监听。），发出后要监听。第三章第三章 基金会
28、现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（3）LAS的竞争产生和移交过程的竞争产生和移交过程lLM的移交：的移交：监听两种情况：监听两种情况：1）监听发现规定时间内没有活动，则重新发送）监听发现规定时间内没有活动，则重新发送TL，发，发送到一定次数，仍无活动，则继续担任送到一定次数，仍无活动，则继续担任LAS。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（3）LAS的竞争产生和移交过程的竞争产生和移交过程lLM的移交：的移交：监听两种情况：监听两种情况：2）规定时间内物理层报告：收到时间，停止监听，等）规定时间内物理层报告：收到时间，停止监听，等待报告待
29、报告链路活动结束或数据接收结束。接收数据分链路活动结束或数据接收结束。接收数据分三种：三种：l收到某个收到某个LM发出状态响应帧（发出状态响应帧（SR），在其参数），在其参数status中指出：中指出：LAS转交失败，继续担任转交失败，继续担任LAS。l收到其它帧，表明当前的收到其它帧，表明当前的LAS位置已经转交给请求的位置已经转交给请求的LM。c.收到不是一帧，当前收到不是一帧，当前LAS失掉调度令牌，继续监听。若规定时间失掉调度令牌，继续监听。若规定时间没有活动，继续担任没有活动，继续担任LAS，收到一帧按照，收到一帧按照A,B。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工
30、作机理工作机理（4）LAS的链路调度活动的链路调度活动lCD发送发送CD令牌的周期性调度令牌的周期性调度LAS通过调度表通过调度表DLCEP来组织管理周期通信，该表中来组织管理周期通信，该表中每一个条目都是发布者类型的每一个条目都是发布者类型的DLCEP。当周期到时，。当周期到时，LAS将强制数据帧将强制数据帧CD发送给发布者，同时自己拥有回发送给发布者，同时自己拥有回复令牌复令牌RT，收到，收到CD的发布者立即响应，将缓冲区的数的发布者立即响应，将缓冲区的数据发送的链路上，与该发布者对应的预订者类型的据发送的链路上，与该发布者对应的预订者类型的DLCEP将数据接收下来。将数据接收下来。LAS
31、依次通知调度表上的条依次通知调度表上的条目，循环进行。目，循环进行。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（4）LAS的链路调度活动的链路调度活动lCD发送发送CD令牌的周期性调度令牌的周期性调度每一次调度的起始时间和持续时间都存储在每一次调度的起始时间和持续时间都存储在LAS的网络的网络管理（管理（NM）部分的信息库）部分的信息库NMIB中，中，LAS每次取出调每次取出调度时间和调度持续时间，在调度起始时刻通知调度表中度时间和调度持续时间，在调度起始时刻通知调度表中的下一个条目，每次调度都要在持续时间内完成。的下一个条目，每次调度都要在持续时间内完成。第三章
32、第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（4）LAS的链路调度活动的链路调度活动lPT发送发送PT令牌的非周期性调度令牌的非周期性调度b.非周期性调度总是在周期性调度的两次调度间隔内发生，非周期性调度总是在周期性调度的两次调度间隔内发生，从发送从发送PT开始，到接收开始，到接收PT方返回方返回PT结束。结束。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（4）LAS的链路调度活动的链路调度活动b.PT发送发送PT令牌的非周期性调度令牌的非周期性调度第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（4）LAS的链路调度活
33、动的链路调度活动lPT发送发送PT令牌的非周期性调度令牌的非周期性调度1）LAS发起非周期性调度的条件：发起非周期性调度的条件：总线使用权，发出总线使用权，发出PT后，后，PT接收方拥有总线使用权；接收方拥有总线使用权；到下一次周期性调度活动之前所剩的时间允许发送到下一次周期性调度活动之前所剩的时间允许发送PT。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（4）LAS的链路调度活动的链路调度活动lPT发送发送PT令牌的非周期性调度令牌的非周期性调度2）LAS授权给授权给PT令牌接收方的时间令牌接收方的时间令牌授权时间是令牌授权时间是PT的一个参数，通知令牌接收方可以
34、的一个参数，通知令牌接收方可以拥有的链路时间。拥有的链路时间。LAS维护一张当前链路活动设备维护一张当前链路活动设备表表 设备节点地址和各活动节点最大允许持有令牌设备节点地址和各活动节点最大允许持有令牌时间。时间。LAS启动一次非周期性调度之前，先要计算出到启动一次非周期性调度之前，先要计算出到下一次周期性调度开始所剩的链路时间，同时查出准备下一次周期性调度开始所剩的链路时间，同时查出准备接收令牌方的最大允许持有令牌时间。两者和接收令牌方的最大允许持有令牌时间。两者和65000取取最小，时间单位是传输一个字节的时间。最小，时间单位是传输一个字节的时间。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线
35、5.5.LAS工作机理工作机理（4）LAS的链路调度活动的链路调度活动lPT发送发送PT令牌的非周期性调度令牌的非周期性调度3）PT令牌的发送令牌的发送LAS按照列表中地址顺序，从低到高发送按照列表中地址顺序，从低到高发送PT令牌，在令牌，在同一个令牌循环周期内，如果是传给该节点的第一个同一个令牌循环周期内，如果是传给该节点的第一个PT，则，则PT的的final域置为域置为RESTART；如果第二次或以；如果第二次或以后，置为后，置为CONTINUE，列表中地址最小者两次受到，列表中地址最小者两次受到PT之间的间隔时间叫做令牌循环周期。之间的间隔时间叫做令牌循环周期。第三章第三章 基金会现场总
36、线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（4）LAS的链路调度活动的链路调度活动lPT发送发送PT令牌的非周期性调度令牌的非周期性调度4）LAS发起非周期性调度后的总线监听过程发起非周期性调度后的总线监听过程l分析：为什么要监听分析：为什么要监听PT令牌发出后，规定时间内应该得到响应，若超时，令牌发出后，规定时间内应该得到响应，若超时，LAS认为该令牌作废，收回令牌。因此要监听总线。认为该令牌作废，收回令牌。因此要监听总线。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（4）LAS的链路调度活动的链路调度活动lPT发送发送PT令牌的非周期性调度令牌的非周期性调度
37、5）令牌接收方拥有）令牌接收方拥有PT令牌后的活动令牌后的活动接收方收到接收方收到PT令牌后，拥有总线使用权，记录下令牌后，拥有总线使用权，记录下LAS授权的链路时间，然后查看是否有数据要发送，如果没授权的链路时间，然后查看是否有数据要发送，如果没有，则返回令牌；有，开始发送。每次发送之前，需要有，则返回令牌；有，开始发送。每次发送之前，需要计算计算LAS授权时间结束之前能否完成本次发送。只有在授权时间结束之前能否完成本次发送。只有在时间充裕的条件下才可以开始本次发送。每一次发送都时间充裕的条件下才可以开始本次发送。每一次发送都要在最大允许持有令牌时间内发起，下一次发送要在上要在最大允许持有令
38、牌时间内发起，下一次发送要在上一次发送结束后的最大允许持有令牌时间内发起。一次发送结束后的最大允许持有令牌时间内发起。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（4）LAS的链路调度活动的链路调度活动lPT发送发送PT令牌的非周期性调度令牌的非周期性调度5）令牌接收方返回）令牌接收方返回PT要使链路调度能够正确执行，令牌接收方必须能够在授要使链路调度能够正确执行，令牌接收方必须能够在授权时间结束时或不需要令牌时正确将其返回给权时间结束时或不需要令牌时正确将其返回给LAS。以。以下三种方式：下三种方式：l令牌接收方无任何数据发生，则组织一帧令牌接收方无任何数据发生，
39、则组织一帧RT发送给发送给LAS，表示已经将令牌返还，表示已经将令牌返还，LAS可以发起下一次调度。可以发起下一次调度。l令牌接收方有数据要发送，在发送最后一帧时，将帧的令牌接收方有数据要发送，在发送最后一帧时，将帧的final域置为域置为FINAL，表示自己已经不再需要令牌，用捎，表示自己已经不再需要令牌，用捎带的办法将令牌返回。带的办法将令牌返回。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（4）LAS的链路调度活动的链路调度活动lPT发送发送PT令牌的非周期性调度令牌的非周期性调度5）令牌接收方返回）令牌接收方返回PTb.令牌接收方在令牌接收方在LAS授权时间
40、内无法完成发送事务，要向授权时间内无法完成发送事务，要向LAS发送发送RI帧，以便请求更多的时间，帧，以便请求更多的时间，RI帧的时间参数帧的时间参数为向为向LAS请求的时间，请求的时间，LAS收到后记录下收到后记录下RI请求的时间，请求的时间，在下一次发送在下一次发送PT令牌到该节点时，如果经过计算可以令牌到该节点时，如果经过计算可以满足其条件，则授权给该节点满足其条件，则授权给该节点RI请求的时间。请求的时间。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（5）LAS的链路维护活动的链路维护活动LAS维护的链路活动表维护的链路活动表V(LL)上记录了当前活动的链路
41、上记录了当前活动的链路设备，设备，LAS的链路维护功能就是将链路上新节点补充到的链路维护功能就是将链路上新节点补充到V(LL)中，并且将不再响应令牌的节点从中，并且将不再响应令牌的节点从V(LL)中删除。中删除。分为分为l侦探和加入新设备侦探和加入新设备a.删除未响应的设备删除未响应的设备第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（5）LAS的链路维护活动的链路维护活动LAS维护的链路活动表维护的链路活动表V(LL)上记录了当前活动的链路上记录了当前活动的链路设备，设备，LAS的链路维护功能就是将链路上新节点补充到的链路维护功能就是将链路上新节点补充到V(LL)中
42、，并且将不再响应令牌的节点从中，并且将不再响应令牌的节点从V(LL)中删除。中删除。分为分为l侦探和加入新设备侦探和加入新设备a.删除未响应的设备删除未响应的设备第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（5）LAS的链路维护活动的链路维护活动l侦探和加入新设备侦探和加入新设备l每当一个新的设备加到链路上，它并没有正式的链路地址，而是每当一个新的设备加到链路上，它并没有正式的链路地址，而是以预先定义好的缺省地址登录，等待以预先定义好的缺省地址登录，等待LAS分配正式地址。缺省地分配正式地址。缺省地址的范围时址的范围时F8FB，循环使用。当前的第一个新设备的地址在被
43、，循环使用。当前的第一个新设备的地址在被分配到新地址之前一直保持为分配到新地址之前一直保持为F8，在链路维护时间内，在链路维护时间内，LAS发送发送探节点帧探节点帧PN来探测节点，确定是否有新设备上线。来探测节点，确定是否有新设备上线。PN帧探测的目帧探测的目标节点有以下两个聚合：标节点有以下两个聚合：10F7不可用的地址不可用的地址F8FFa.PN交替探测两个目标集合，目标地址逐次递增。交替探测两个目标集合，目标地址逐次递增。PN中指明了一些中指明了一些通信参数，传给新设备，以便能与其相互通信。接收方在收到通信参数，传给新设备，以便能与其相互通信。接收方在收到PN后，立即回复给后，立即回复给
44、LAS一个探测响应帧一个探测响应帧PR，其中包括一个随机生成，其中包括一个随机生成的标识符，用来在该设备分配完地址后被的标识符，用来在该设备分配完地址后被LAS激活时进行核对。激活时进行核对。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理（5）LAS的链路维护活动的链路维护活动l删除未响应的设备删除未响应的设备b.当当LAS发出的发出的PT令牌给一个节点未得到响应时，令牌给一个节点未得到响应时，LAS应将此事件记录下来，连续三次令牌周期内，此节点都应将此事件记录下来，连续三次令牌周期内，此节点都未将未将PT令牌返回令牌返回LAS，此节点将从活动表中，此节点将从活动表中
45、VLL删除，删除，并将并将VLL的更新通知链路。的更新通知链路。第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理第三章第三章 基金会现场总线基金
46、会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理第三章第三章 基金会现场总线基金会现场总线5.5.LAS工作机理工作机理p 经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量p Study Constantly,And You Will Know Everything.The More You Know,The More Powerful You Will Be写在最后Thank You在别人的演说中思考，在自己的故事里成长Thinking In Other PeopleS Speeches，Growing Up In Your Own Story讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
