ICS 25.040 N10 GD 中华人民共和国国家标准 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 Industrial ethernet fieldbus Ether CAT- Part 4:Data Link Layer protocol specification 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/T31230.4—2014 目 次 前言 VI 范围 1.1 本部分与IEC标准的关系 1.2 概述 1.3 规范 1.4 规程 1.5 适用性 1.6 一致性 2 规范性引用文件 3 术语、定义、符号和缩略语 3.1 参考模型术语和定义 3.2 服务约定术语和定义 3.3 通用术语和定义 3.4 附加的EtherCAT定义 3.5 通用符号和缩略语 3.6 其他EtherCAT符号和缩略语 3.7 约定 4DL协议概述 4.1 工作原理 13 4.2 拓扑 14 4.3 顿处理原则 14 4.4 数据链路层概述 15 4.5 错误检测概述 15 4.6 节点参考模型… 15 4.7 操作概述 16 5顿结构 17 5.1 顿编码原则 17 5.2 数据类型和编码规则 17 5.3DLPDU结构 5.4 EtherCATDLPDU结构 22 5.5 网络变量结构. 36 5.6 EtherCAT邮箱结构 36 属性 6 38 6.1 管理 38 6.2 统计： 50 6.3 看门狗 54 I GB/T31230.4—2014 6.4 从站信息接口 57 6.5 媒体独立接口（MII) 60 6.6 现场总线内存管理单元（FMMU) 63 6.7同步管理器 66 6.8 分布式时钟： 71 7 DL 用户内存区 75 7.1 概述· 75 7.2 邮箱访问类型· 75 缓存访问类型 77 8EtherCAT：FDL协议状态机 78 从站DL状态机概述 78 8.1 8.2状态机描述… 79 附录A（资料性附录）EtherCAT:DL协议状态机的附加规范 85 A.1 DHSM 85 A.1.1 原语定义 85 A.1.2 状态机描述 86 A.1.3 DHSM表 87 A.1.4 函数 113 A.2 SYSM 114 A.2.1 原语定义 114 A.2.2 状态机描述 116 A.2.3 SYSM表 116 A.2.4 函数 133 A.3RMSM 133 A.3.1 原语定义 133 A.3.2 状态机描述 134 A.3.3 RMSM表 134 A.3.4 函数 137 参考文献 138 图 1 类型描述实例 10 图 2 特定字段的公共结构 11 图3 帧结构 14 图 4 单个帧的数据映射 15 图 5 从站节点参考模型 图6 EtherCATPDU嵌人以太网顿 17 图 7 EtherCAT PDU嵌人UDP/IP 17 图 8 DL信息类型描述. 39 图9 地址类型描述 41 图10 DL控制类型描述 42 图11 DL状态类型描述 44 图12 成功写DL用户控制寄存器的序列 46 I GB/T 31230.4—2014 图13 成功读DL用户状态寄存器的序列 46 图 14 RX错误计数器类型描述 51 图15 丢失链接计数器类型描述· 52 图16 附加计数器类型描述 图17 看门狗分频器类型描述 54 图18 DLS用户看门狗类型描述 55 图19 同步管理器看门狗类型描述 55 图20 同步管理器看门狗状态类型描述 56 图21 看门狗计数器类型描述· 56 图22 从站信息接口访问类型描述 57 图23 从站信息接口控制/状态类型描述 图24 从站信息接口地址类型描述 60 图25 从站信息接口数据类型描述 60 图26 MII控制/状态类型描述 61 图27 MII地址类型描述 62 图28 MII数据类型描述 63 图29 FMMU映射示例 63 图30 FMMU实体类型描述 64 图31 同步管理器邮箱交互· 66 图32 同步管理器缓存区分配 67 图33 同步管理器缓存区相互… 67 图34 读邮箱的写/读切换处理 68 图35 同步管理通道类型描述. 69 图36 分布式时钟本地时间参数类型描述 73 图37 对邮箱的成功写序列 ：75 图38 对邮箱的失败写序列· 76 图39 对邮箱的成功读序列， 76 图40 对邮箱的失败读序列· 77 图41 成功的写缓存序列 77 图42 成功的读缓存序列 78 图43 从站协议机的结构 79 图44 SII读操作 图45 SII写操作 81 图46 SII重新加载操作 82 图47 分布式时钟 83 图48 延时测量序列 84 表1PDU元素表述实例…. 10 表2属性描述实例 表3状态机描述元素 12 表4状态机元素的描述 12 表5状态机中使用的约定 13 表6位序列传输语法 17 GB/T 31230.4—2014 表7Unsignedn数据类型的传输语法 18 表8Integern数据类型的传输语法 19 表9EtherCAT顿嵌人以太网 19 表10 EtherCAT顿嵌人UDPPDU 表11 包含EtherCATPDU的EtherCAT顿结构 21 表 12 包含网络变量的EtherCAT顿结构 21 表 13 包含邮箱的EtherCAT结构. 21 表14 自增式物理读（APRD） 22 表15 配置的地址物理读（FPRD) 23 表16 广播读（BRD）· 24 表17 逻辑读(LRD） 表18 自增式物理写（APWR） 26 表19 配置的地址物理写（FPWR） 27 表20 广播写（BWR） 28 表21 逻辑写（LWR) 29 表22 自增式物理读写（APRW） 30 表 23 配置的地址物理读写（FPRW） 表24 广播读写(BRW） 表25 逻辑读写(LRW) 33 表 26 自增式物理读多次写（ARMW) 34 表27 35 表28 网络变量 36 表29 邮箱· 36 表30 错误回复服务数据 表31 DL信息 40 表32 被配置的站地址 42 表33 DL 控制 43 表34 DL 状态 表35 DLS用户特殊寄存器.· 47 表36 DLS用户事件· 48 表 37 DLS用户事件掩码. 49 表 38 表39 外部事件掩码 50 表40 RX错误计数器 51 表41 丢失链接计数器 52 表42 附加计数器 53 表 43 看门狗分频器 54 表44 DLS用户看门狗 55 表45 同步管理器通道看门狗… 表46 同步管理器看门狗状态· 56 表47 看门狗计数器 56 表48 从站信息接口访问… 57 表49 从站信息接口控制/状态 58 IV SNC