数控系统现场总线全双工可靠通信方法

摘要

本发明涉及一种数控系统现场总线全双工可靠通信方法，包括以下步骤：将数控系统现场总线的主站、从站的数据链路层划分为三部分：发送和接收队列、通信调度状态机以及发送和接收缓冲区；通信调度状态机采用基于时槽通信网络管理的主从调度机制，将通信周期划分为实时通信、实时重发和非实时通信三个阶段；建立具有数据校验和帧控制的通信帧结构；在通信过程中，如果在实时通信阶段出现数据传输错误，则由实时重发阶段实现数据重传，并为应用层提供透明、可靠全双工的数据通信服务。本发明为数控系统中的各设备提供了可靠、简单、高效的全双工的通信服务，易于实现，方便升级，成本低。

主权项

一种数控系统现场总线全双工可靠通信方法，其特征在于包括以下步骤：将具有菊花链拓朴结构的数控系统现场总线的主站、从站的数据链路层采用FPGA设计，划分为三部分：发送和接收队列、通信调度状态机以及发送和接收缓冲区；通信调度状态机采用基于时槽通信网络管理的主从调度机制，将通信周期划分为实时通信、实时重发和非实时通信三个阶段；建立具有数据校验和帧控制的通信帧结构；在通信过程中，如果在实时通信阶段出现数据传输错误，则由实时重发阶段实现数据重传，并为应用层提供透明、可靠全双工的数据通信服务；数据链路层采用FPGA进行设计和开发，数据链路层负责使用物理层提供的服务在主站和从站间进行数据传输，数据链路层提供的服务有：数据交换、检错、延时测量；由实时重发阶段实现数据重传包括以下步骤：判断主站是否有数据发送，如果有数据发送，则主站向从站发送带数据的命令帧后，处于等待接收从站应答的状态；判断主站是否接收数据，如接收到数据，则主站判断其接收的数据是否错误，如错误，则主站向从站发送重传请求帧，请求从站将上次传输的数据重新传送给主站；从站接收到重传请求帧后不再从发送队列中取数据，而是直接将发送缓冲的数据进行重新上传，完成上传响应数据帧的恢复，等待进行下一次通信；如果主站接收的数据没有错误，则结束一次无错误的通信过程，等待进行下一次通信；如果主站没有接收到数据，则主站发送重传命令帧，将上次命令重新发送；从站接收到重传命令帧后进行正常的数据响应，完成上传响应数据帧的恢复，等待进行下一次通信；数据帧的帧格式为：目的地址、源地址、控制字、帧类型、数据长度、数据和校验；其中，目的地址和源地址用于通信时目标站址和源站址的识别；控制字用于数据链路层帧通信的控制；数据长度用于标识通信帧中所携带的数据的长度；帧类型用于通信中数据帧类型的识别；通信帧中的数据为应用层相关的数据；校验用于对整个数据帧的校验；透明全双工的数据通信服务为：在数据链路层的通信调度中采用循环调度策略，即主站不停地依次与每个从站进行通信，即使没有数据发送给该从站，也要发送一个不带数据的命令帧；从站的响应数据跟随主站下发的命令帧上传到主站；所述数据重传的次数由数控系统中主站的通信配置参数决定。