DeviceNet数据链路层简介

2023-11-20 理论教育版权反馈

【摘要】：DeviceNet的数据链路层遵循CAN协议规范，并通过CAN控制器芯片实现。DeviceNet的数据链路层中MAC子层的功能主要是传送规则，即控制帧结构、执行仲裁、错误检测、出错标定和故障界定。DeviceNet采用CSMA/NBA的方法解决总线访问冲突问题。同样，为进行故障界定，在DeviceNet上的每个节点中都设有两种计数器：发送错误计数器和接收错误计数器。

DeviceNet的数据链路层遵循CAN协议规范，并通过CAN控制器芯片实现。DeviceNet的数据链路层中MAC子层的功能主要是传送规则，即控制帧结构、执行仲裁、错误检测、出错标定和故障界定。LLC子层的主要功能是为数据传送和远程数据请求提供服务，确认由LLC子层接受的报文实际已被接受，并为恢复管理和通知超载提供信息。

1.MAC帧

CAN在MAC子层定义了4种帧格式，分别是数据帧、远程帧、超载帧和出错帧。在DeviceNet上传输数据采用的是数据帧格式；远程帧格式在DeviceNet中没有使用；超载帧是用来进行数据流的控制，在DeviceNet中没有使用，但也没有禁用；出错帧则用于错误和意外情况的处理。

2.总线仲裁机制

网络上各节点要通信时，哪个节点有优先权在网上发送数据？几个节点同时在网上发送数据，发生“碰撞”时，谁有权继续发送？各种网络的媒体访问控制协议就是负责整个“仲裁”的。以太网采用带碰撞的载波监听多路访问冲突检测仲裁机制。DeviceNet和CAN采用优先级仲裁机制，即带非破坏性的载波监听多路访问逐位仲裁（CSMA/NBA）机制。(www.chuimin.cn)

CAN协议规范定义总线数值为两种互补的逻辑数值之一：显性（逻辑0）和隐性（逻辑1）。任何发送设备都可以驱动总线为显性，当同时向总线发送显性位和隐性位时，最后总线上出现的是“显性”位。当且仅当总线空闲或发送隐性位期间，总线为隐性状态。

在总线空闲时，每个节点都可尝试发送，但如果多于两个的节点同时开始发送，发送权的竞争需要通过11bit标识符的逐位仲裁来解决。DeviceNet采用CSMA/NBA的方法解决总线访问冲突问题。网络上每个节点拥有一个唯一的11bit标识符，这个标识符的值决定了总线冲突仲裁时节点优先级的高低。标识符值越小，优先级越高，标识符值小的节点在竞争仲裁中为获胜的一方。这种机制不同于以太网，总线上不会发生冲突，竞争中获胜的节点可以继续发送，直至完成为止。这种机制保证了总线上的信息不会丢失，总线资源也得到最大程度的利用，不会浪费。

3.错误诊断和故障界定机制

DeviceNet的故障界定机制参考了CAN现场总线的错误界定机制。同样，为进行故障界定，在DeviceNet上的每个节点中都设有两种计数器：发送错误计数器和接收错误计数器。

DeviceNet数据链路层简介

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