GB/T 31230.4-2014工业以太网现场总线EtherCAT第4部分：数据链路层协议规范

ICS25040

N10.

中华人民共和国国家标准

GB/T312304—2014

.

工业以太网现场总线EtherCAT

第4部分数据链路层协议规范

:

IndustrialethernetfieldbusEtherCAT—

Part4DataLinkLaerrotocolsecification

:ypp

2014-09-30发布2015-04-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布

中国国家标准化管理委员会

GB/T312304—2014

.

目次

前言

…………………………Ⅶ

范围

1………………………1

本部分与标准的关系

1.1IEC…………1

概述

1.2…………………1

规范

1.3…………………1

规程

1.4…………………1

适用性

1.5………………1

一致性

1.6………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语定义符号和缩略语

3、、………………2

参考模型术语和定义

3.1………………2

服务约定术语和定义

3.2………………3

通用术语和定义

3.3……………………4

附加的定义

3.4EtherCAT……………5

通用符号和缩略语

3.5…………………7

其他符号和缩略语

3.6EtherCAT……………………8

约定

3.7…………………9

协议概述

4DL……………13

工作原理

4.1……………13

拓扑

4.2…………………14

帧处理原则

4.3…………………………14

数据链路层概述

4.4……………………15

错误检测概述

4.5………………………15

节点参考模型

4.6………………………15

操作概述

4.7……………16

帧结构

5……………………17

帧编码原则

5.1…………………………17

数据类型和编码规则

5.2………………17

结构

5.3DLPDU………………………19

结构

5.4EtherCATDLPDU…………22

网络变量结构

5.5………………………36

邮箱结构

5.6EtherCAT………………36

属性

6………………………38

管理

6.1…………………38

统计

6.2…………………50

看门狗

6.3………………54

Ⅰ

GB/T312304—2014

.

从站信息接口

6.4………………………57

媒体独立接口

6.5(MII)………………60

现场总线内存管理单元

6.6(FMMU)………………63

同步管理器

6.7…………………………66

分布式时钟

6.8…………………………71

用户内存区

7DL…………………………75

概述

7.1…………………75

邮箱访问类型

7.2………………………75

缓存访问类型

7.3………………………77

协议状态机

8EtherCAT:FDL…………78

从站状态机概述

8.1DL………………78

状态机描述

8.2…………………………79

附录资料性附录协议状态机的附加规范

A()EtherCAT:DL………85

A.1DHSM……………85

原语定义

A.1.1………………………85

状态机描述

A.1.2……………………86

表

A.1.3DHSM……………………87

函数

A.1.4…………………………113

A.2SYSM……………114

原语定义

A.2.1……………………114

状态机描述

A.2.2…………………116

表

A.2.3SYSM……………………116

函数

A.2.4…………………………133

A.3RMSM……………133

原语定义

A.3.1……………………133

状态机描述

A.3.2…………………134

表

A.3.3RMSM……………………134

函数

A.3.4…………………………137

参考文献

……………………138

图类型描述实例

1………………………10

图特定字段的公共结构

2………………11

图帧结构

3………………14

图单个帧的数据映射

4…………………15

图从站节点参考模型

5…………………16

图嵌入以太网帧

6EtherCATPDU……………………17

图嵌入

7EtherCATPDUUDP/IP……………………17

图信息类型描述

8DL……………………39

图地址类型描述

9………………………41

图控制类型描述

10DL…………………42

图状态类型描述

11DL…………………44

图成功写用户控制寄存器的序列

12DL………………46

Ⅱ

GB/T312304—2014

.

图成功读用户状态寄存器的序列

13DL………………46

图错误计数器类型描述

14RX…………51

图丢失链接计数器类型描述

15…………52

图附加计数器类型描述

16………………53

图看门狗分频器类型描述

17……………54

图用户看门狗类型描述

18DLS…………55

图同步管理器看门狗类型描述

19………………………55

图同步管理器看门狗状态类型描述

20…………………56

图看门狗计数器类型描述

21……………56

图从站信息接口访问类型描述

22………………………57

图从站信息接口控制状态类型描述

23/………………58

图从站信息接口地址类型描述

24………………………60

图从站信息接口数据类型描述

25………………………60

图控制状态类型描述

26MII/…………61

图地址类型描述

27MII…………………62

图数据类型描述

28MII…………………63

图映射示例

29FMMU…………………63

图实体类型描述

30FMMU……………64

图同步管理器邮箱交互

31………………66

图同步管理器缓存区分配

32……………67

图同步管理器缓存区相互

33……………67

图读邮箱的写读切换处理

34/…………68

图同步管理通道类型描述

35……………69

图分布式时钟本地时间参数类型描述

36………………73

图对邮箱的成功写序列

37………………75

图对邮箱的失败写序列

38………………76

图对邮箱的成功读序列

39………………76

图对邮箱的失败读序列

40………………77

图成功的写缓存序列

41…………………77

图成功的读缓存序列

42…………………78

图从站协议机的结构

43…………………79

图读操作

44SII…………………………80

图写操作

45SII…………………………81

图重新加载操作

46SII…………………82

图分布式时钟

47…………………………83

图延时测量序列

48………………………84

表元素表述实例

1PDU…………………10

表属性描述实例

2………………………11

表状态机描述元素

3……………………12

表状态机元素的描述

4…………………12

表状态机中使用的约定

5………………13

表位序列传输语法

6……………………17

Ⅲ

GB/T312304—2014

.

表数据类型的传输语法

7Unsignedn…………………18

表数据类型的传输语法

8Integern……………………19

表帧嵌入以太网帧

9EtherCAT………………………19

表帧嵌入

10EtherCATUDPPDU……………………20

表包含的帧结构

11EtherCATPDUEtherCAT……………………21

表包含网络变量的帧结构

12EtherCAT………………21

表包含邮箱的帧结构

13EtherCAT……………………21

表自增式物理读

14(APRD)……………22

表配置的地址物理读

15(FPRD)………………………23

表广播读

16(BRD)………………………24

表逻辑读

17(LRD)………………………25

表自增式物理写

18(APWR)……………26

表配置的地址物理写

19(FPWR)………………………27

表广播写

20(BWR)……………………28

表逻辑写

21(LWR)……………………29

表自增式物理读写

22(APRW)…………30

表配置的地址物理读写

23(FPRW)……………………31

表广播读写

24(BRW)…………………32

表逻辑读写

25(LRW)…………………33

表自增式物理读多次写

26(ARMW)…………………34

表配置的地址物理读多次写

27(FRMW)………………35

表网络变量

28……………36

表邮箱

29…………………36

表错误回复服务数据

30…………………37

表信息

31DL……………40

表被配置的站地址

32……………………42

表控制

33DL……………43

表状态

34DL……………45

表用户特殊寄存器

35DLS………………47

表用户事件

36DLS………………………48

表用户事件掩码

37DLS…………………49

表外部事件

38……………50

表外部事件掩码

39………………………50

表错误计数器

40RX……………………51

表丢失链接计数器

41……………………52

表附加计数器

42…………………………53

表看门狗分频器

43………………………54

表用户看门狗

44DLS……………………55

表同步管理器通道看门狗

45……………55

表同步管理器看门狗状态

46……………56

表看门狗计数器

47………………………56

表从站信息接口访问

48…………………57

表从站信息接口控制状态

49/…………58

Ⅳ

GB/T312304—2014

.

表实际从站信息接口地址

50……………60

表实际从站信息接口数据

51……………60

表控制状态

52MII/……………………61

表实际地址

53MII………………………62

表实际数据

54MII………………………63

表现场总线内存管理单元实体

55(FMMU)…………65

表现场总线内存管理单元

56(FMMU)………………65

表同步管理器通道

57……………………70

表同步管理器结构

58……………………71

表分布式时钟本地参数

59………………73

表分布式时钟用户参数

60DLS………………………74

表由到的原语

A.1DHSMPSM………………………85

表由到的原语

A.2PSMDHSM………………………85

表和之间原语交换的所有参数

A.3DHSMPSM……………………85

表以太网帧八位位组的标识符

A.4……………………86

表状态表

A.5DHSM……………………87

表函数表

A.6DHSM…………………113

表由到的原语

A.7SYSMDHSM……………………114

表由到的原语

A.8DHSMSYSM……………………115

表由用户到的原语

A.9DLSYSM……………………115

表由到用户的原语

A.10SYSMDL…………………115

表用于和之间交换的原语所使用的参数

A.11SYSMDHSM……116

表状态表

A.12SYSM…………………117

表函数表

A.13SYSM…………………133

表由到的原语

A.14RMSMSYSM…………………133

表由到的原语

A.15SYSMRMSM…………………134

表和之间原语所使用的所有参数

A.16RMSMSYSM………………134

表状态表

A.17RMSM…………………135

表函数表

A.18RMSM…………………137

Ⅴ

GB/T312304—2014

.

前言

工业以太网现场总线分为以下个部分

GB/T31230《EtherCAT》6:

第部分概述

———1:

第部分物理层服务和协议规范

———2:

第部分数据链路层服务定义

———3:

第部分数据链路层协议规范

———4:

第部分应用层服务定义

———5:

第部分应用层协议规范

———6:

本部分为的第部分

GB/T312304。

本部分按照给出的规则起草

GB/T1.1—2009。

本部分由中国机械工业联合会提出

。

本部分由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会归口

(SAC/TC124)。

本部分起草单位机械工业仪器仪表综合技术经济研究所北京仪综测业科技发展有限公司西南

:、、

大学上海自动化仪表股份有限公司中科院沈阳自动化研究所清华大学北京航空航天大学北京

、、()、、、

交通大学北京和利时系统工程有限公司中科院计算所顺德分所欧姆龙工业自动化公司倍福北京分

、、、、

公司中国

、ETG。

本部分主要起草人谢素芬高镜媚刘丹刘枫包伟华杨志家王雪刘艳强范瑜罗安陈冰冰

:、、、、、、、、、、、

李天兵关鹏范斌程庚

、、、。