分布式I/O项目开发中实时以太网的应用评估


任意下一节点)的信息包;控制器等待来自节点3的信息包或暂停工作;随后,再将先前构造的信息包发送给节点4,接着处理来自节点3的数据,如此不断循环下去。

分布式I/O网络中的信息包符合图3顶部所示的以太网帧格式,帧类型字段用于确定发往接收节点的帧功能,表1列出了所用类型的描述。类型字段之后的8位字段是节点ID,不管信息包发往何处,它总是携带远程节点的ID。节点ID之后是一个8位错误代码字段,信息包的剩余部分是用户数据。

每个节点在专有I/O板上都有一个8位端口,系统由此确认该节点。对每一个登录在配置文件中的远程节点,控制器都会利用(自带的)MAC地址查询(MAQ)协议来广播节点的以太网MAC地址请求。在配置合适的系统中,只有一个远程节点能响应给定的MAQ。与MAQ信息包节点ID匹配的远程节点通过发送MAQ响应信息包对控制器做出响应。远程节点还保存了MAQ信息包的源地址,该地址在随后所有的传输中可用来填充目的地址字段。MAQ响应信息包的源字段中包含了响应节点的MAC地址。接着,控制器将此地址存入列表以便将来建立该响应节点的索引(这很像ARP)。

确定节点MAC地址后就向其发送配置信息包。远程节点以配置响应信息包的形式响应每个配置信息包,以通知控制器信息包已收到。远程节点将收到的配置信息包存储起来,并用于实时数据转换和定标。

每个分布式I/O网络的控制器都以一定的配置速率(即帧速率)进行循环。帧速率的范围为1Hz 到100Hz,帧速率的1/2、1/4、1/8和1/16等次速率可按节点来分配。这些次速率可用于更密集的系统(网络中有更多节点),而且不会与高速节点的定时要求发生冲突。

此外,采用网络分析仪可追踪远程MAC地址获取、配置循环和正常数据传输这一系列事件的序列。但须注意,时间字段的精确度为1ms,在1ms内可发生多次传输,时间字段还表明控制器的帧速率为60Hz。

结论

我并非有意摒弃TCP/IP。相反,该项目使我对这一重要协议有了更深入的了解,希望将来有机会将这些认识应用于实践。我确信,当带有集成100Mb(或1Gb)以太网端口的小型CPU变得经济可行时,我们将有机会在分布式I/O中再次采用TCP/IP协议。

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