GB∕T 29001.3-2012 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng) NCUC-Bus現(xiàn)場總線協(xié)議規(guī)范 第3部分：數(shù)據(jù)鏈路層

機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)NCUC-Bus現(xiàn)場總線協(xié)議規(guī)范第3部分：數(shù)據(jù)鏈路層GB/T29001.3—2012 I Ⅱ 2規(guī)范性引用文件 3.1術(shù)語和定義 3.2縮略語 64數(shù)據(jù)鏈路層概述 65數(shù)據(jù)鏈路層報(bào)文格式和服務(wù)類型 5.1數(shù)據(jù)幀定義與封裝 5.2幀定界和幀同步域 85.3幀的尋址和識(shí)別 6鏈路連接的建立與管理 6.1鏈路連接的建立 96.2數(shù)據(jù)鏈路的轉(zhuǎn)換 6.3數(shù)據(jù)鏈路故障 7鏈路層數(shù)據(jù)傳輸 7.1鏈路傳輸服務(wù) 7.2鏈路傳輸流量控制 8差錯(cuò)檢測(cè)和恢復(fù) 8.1差錯(cuò)檢測(cè) 8.2差錯(cuò)糾正 8.3NCUC-Bus鏈路容錯(cuò)機(jī)制 8.4NCUC-Bus通信故障 參考文獻(xiàn) I數(shù)據(jù)鏈路層；本部分為GB/T29001的第3部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本部分由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本部分由全國機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC367)歸口。系統(tǒng)管理系統(tǒng)管理0.1概述GB/T9387.1-1998定義了“三層”現(xiàn)場總線參考模型，參考模型將互連標(biāo)準(zhǔn)化區(qū)域細(xì)分為一系列層次規(guī)范，每層有可管理的范圍。本部分是機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)NCUC-Bus現(xiàn)場總線協(xié)議規(guī)范的數(shù)據(jù)鏈路層，與基本參考模型所定義的系列部分標(biāo)準(zhǔn)中的其他部分有關(guān)。0.2數(shù)控系統(tǒng)現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)鏈路層概述NCUC-Bus是一種數(shù)字化、串行現(xiàn)場總線，用于機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)各組成部分互連通信。本部分所規(guī)定的數(shù)據(jù)鏈路層位于物理層與應(yīng)用層之間，將物理層提供的可能出錯(cuò)的物理連接改造成邏輯上無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路，并對(duì)應(yīng)用層的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝。數(shù)據(jù)鏈路層利用物理層提供的比特流傳輸功能，實(shí)現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)(node)間可靠的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)，每一幀包括一定數(shù)量的數(shù)據(jù)和一些必要的控制信息。數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)建立、維持和釋放數(shù)據(jù)鏈路的連接。圖1闡述了NCUC-Bus物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)應(yīng)用層數(shù)據(jù)鏈路層物理層數(shù)據(jù)鏈路管理服務(wù)傳輸介質(zhì)圖1NCUC-Bus數(shù)據(jù)鏈路層與其他各層之間的關(guān)系本部分主要依據(jù)對(duì)等數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體，提供一組在通信時(shí)刻執(zhí)行的步驟表達(dá)規(guī)則。這些規(guī)則旨在為以下各種設(shè)計(jì)開發(fā)提供可靠的基礎(chǔ)：a)作為實(shí)現(xiàn)者和設(shè)計(jì)者的指南；b)在設(shè)備測(cè)試和采購中使用；c)作為系統(tǒng)準(zhǔn)入開發(fā)環(huán)境約定的一部分。Ⅱ1機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)NCUC-Bus現(xiàn)場總線協(xié)議規(guī)范第3部分：數(shù)據(jù)鏈路層1范圍GB/T29001規(guī)定了機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)NCUC-Bus(NCUnionofChinaFieldBus,數(shù)控聯(lián)盟總線，以下簡稱NCUC-Bus)的數(shù)據(jù)類型和基本的數(shù)據(jù)傳輸方式，確立了NCUC-Bus用于機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)及工業(yè)自動(dòng)化控制過程而制定的通信協(xié)議規(guī)范。GB/T29001的本部分規(guī)定了NCUC-Bus數(shù)據(jù)鏈路層提供各裝置之間基本的、有實(shí)效性的報(bào)文通信規(guī)則，同時(shí)定義了NCUC-Bus數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。本部分適用于機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)。其他用途的數(shù)控系統(tǒng)可參照本部分。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T9387.1—1998信息技術(shù)開放系統(tǒng)互連基本參考模型第1部分：基本模型(idtISO/GB/T29001.1—2012機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)NCUC-Bus現(xiàn)場總線協(xié)議規(guī)范第1部分：總則GB/T29001.4—2012機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)NCUC-Bus現(xiàn)場總線協(xié)議規(guī)范第4部分：應(yīng)用層IEEEStd802.3—2005信息技術(shù)系統(tǒng)間通信和信息交換局域網(wǎng)及城域網(wǎng)特殊要求第3部分：帶沖突檢測(cè)載波監(jiān)聽多從訪問(CSMA/CD)的訪問方式及物理層規(guī)范(Informationtechnology—Tele-communicationsandinformationexchangebetweensystems—Localandmetropolitanareanetworks—Specificrequirements—Part3:Carriersensemultipleaccesswithcollisiondetection(CSMA/CD)accessmethodandphysicallayerspecifications)3.1術(shù)語和定義GB/T29001.1界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。對(duì)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換中的數(shù)據(jù)格式、時(shí)序關(guān)系和糾錯(cuò)方法的約定。[GB/T29001.1—2012,定義3.1.1]GB/T29001.3—2012[GB/T29001.1—2012,定義3.1.2][GB/T29001.1—2012,定義3.1.3]數(shù)據(jù)鏈路層為建立在物理層之上的數(shù)據(jù)通道。在數(shù)據(jù)通信期間，多次數(shù)據(jù)通信。每次通信都要經(jīng)過建立通信聯(lián)絡(luò)和解除通關(guān)系就叫做數(shù)據(jù)鏈路。而在物理介質(zhì)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)[GB/T29001.1—2012,定義3.1.4][GB/T29001.1—2012,定義3.1.5][GB/T29001.1—2012,定義3.1.6][GB/T29001.1—2012,定義3.1.7][GB/T29001.1—2012,定義3.1.8]23拷貝為止。[GB/T29001.1—2012,定義3.1.9]單地址傳輸是針對(duì)網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)膬蓚€(gè)設(shè)備間的關(guān)系而言的，單地址傳輸指的是發(fā)送端把數(shù)據(jù)傳給網(wǎng)絡(luò)中指定的設(shè)備。[GB/T29001.1—2012,定義3.1.10]集總幀傳輸slavedeviceinformationtrainpackedtransmission發(fā)送端將需要向網(wǎng)絡(luò)中各從設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)據(jù)依次封裝成一個(gè)數(shù)據(jù)包，然后從發(fā)送端的一個(gè)端口發(fā)出，依次通過各從設(shè)備，然后回到主設(shè)備的另一個(gè)端口或者同一個(gè)端口。[GB/T29001.1—2012,定義3.1.11]抽象為一個(gè)點(diǎn)，把傳輸介質(zhì)抽象為一條線，由點(diǎn)和線組成的幾何圖形就是網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)反映出網(wǎng)絡(luò)中各實(shí)體的結(jié)構(gòu)關(guān)系，是建立網(wǎng)絡(luò)的第一步及實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主[GB/T29001.1—2012,定義3.1.12]一種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，設(shè)備之間通過通信線路依次連接的路由方法。[GB/T29001.1—2012,定義3.1.13][GB/T29001.1—2012,定義3.1.14][GB/T29001.1—2012,定義3.1.15]周期數(shù)據(jù)cycledate具有嚴(yán)格時(shí)效性的數(shù)據(jù)。[GB/T29001.1—2012,定義3.1.16]非周期通信noncyclecommunication內(nèi)容不具有嚴(yán)格時(shí)效性的信息交換行為。[GB/T29001.1—2012,定義3.1.17]存取過程accessprocedure設(shè)備獲取網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的過程。[GB/T29001.1—2012,定義3.1.18]通信系統(tǒng)自設(shè)備通電到可以進(jìn)行正常通信的過程。[GB/T29001.1—2012,定義3.1.21]網(wǎng)絡(luò)中傳遞的一組能夠被設(shè)備識(shí)別的，表示設(shè)備需完成特定通信行為的代碼。[GB/T29001.1—2012,定義3.1.22][GB/T29001.1—2012,定義3.1.23]用于指導(dǎo)定義通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層次體系結(jié)構(gòu)(見GB/T9387.1—1998)。[GB/T29001.1—2012,定義3.1.24]在固定的時(shí)間段內(nèi)可傳輸?shù)馁Y料數(shù)量，即在通信線路中傳輸數(shù)據(jù)的能力，又叫頻寬。在數(shù)字設(shè)備中，頻寬通常以bit/s表示，即每秒可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)。[GB/T29001.1—2012,定義3.1.25][GB/T29001.1—2012,定義3.1.26][GB/T29001.1—2012,定義3.1.27]具有傳送或接收數(shù)據(jù)功能，以及獨(dú)立地址的網(wǎng)絡(luò)相連設(shè)備。45通信路徑上連接相鄰節(jié)點(diǎn)的無源通信信道稱為鏈路，通常也稱物理鏈路。把實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議相關(guān)的硬件與軟件加到鏈路上，就構(gòu)成數(shù)據(jù)鏈路。鏈路包括傳輸?shù)奈锢斫橘|(zhì)、鏈路協(xié)議、有關(guān)設(shè)備以及有關(guān)計(jì)劃程序。邏輯鏈路控制logiclinecontrolLLCLLC子層為數(shù)據(jù)鏈路層的上層部分，用戶的數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)通過LLC子層為上層提供統(tǒng)一的接口。LLC功能包括控制對(duì)傳輸介質(zhì)的訪問，向其上層提供服務(wù)；識(shí)別數(shù)據(jù)鏈路層的上層協(xié)議，然后對(duì)它們進(jìn)行封裝。MACMAC子層為邏輯鏈路層的下層部分，提供尋址及媒體存取的控制方式，使得不同設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)無沖突的網(wǎng)絡(luò)通訊。MAC功能包括數(shù)據(jù)幀的封裝/卸裝、幀的尋址和識(shí)別、幀的接收與發(fā)送、鏈路的管理、幀的差錯(cuò)控制等。主要是對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，以及根據(jù)需要對(duì)接口狀態(tài)進(jìn)行管理。采用不同校驗(yàn)策略檢測(cè)信道上數(shù)據(jù)的誤碼或幀丟失等的檢測(cè)。在數(shù)據(jù)通信過程中能發(fā)現(xiàn)或糾正差錯(cuò)，把差錯(cuò)限制在盡可能小的允許范圍內(nèi)的技術(shù)和方法。循環(huán)冗余碼校驗(yàn)cycleredundancycheck一種根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)封包或電腦檔案等數(shù)據(jù)產(chǎn)生簡短固定位數(shù)校驗(yàn)碼的一種散列函數(shù)，主要用來檢測(cè)或校驗(yàn)數(shù)據(jù)傳輸或者保存后可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。IEEE1394InstituteofElectricalandElectronicsEngineers1394IEEE1394是為了增強(qiáng)外部多媒體設(shè)備與電腦連接性能而設(shè)計(jì)的高速串行總線，傳輸速率可以達(dá)到400Mbit/s。超五類線enhancedgategory5cable用于運(yùn)行快速以太網(wǎng)的非屏蔽雙絞線電纜，傳輸頻率為100MHz,傳輸速度也可達(dá)到100Mbit/s。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層ALApplicationLayer應(yīng)用層CRC-32(16)CycleRedundancyCheDLEDDLLDataLinkLayerMACMediaAccessControl介質(zhì)訪問控制PhLPhysicalLayer物理層MAC子層的主要功能是對(duì)傳輸介質(zhì)的信號(hào)邏輯鏈路控制層介質(zhì)訪問控制層鏈路層為上層提供數(shù)據(jù)傳送服務(wù)，通過若干數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程(協(xié)議),在物理鏈路上實(shí)現(xiàn)可靠的67數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議功能如圖3所示。應(yīng)用層應(yīng)用層從應(yīng)用層來的報(bào)文數(shù)據(jù)鏈路層到物理層去的報(bào)文物理層物理傳輸通道比特流數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層物理層幀圖3數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議功能5數(shù)據(jù)鏈路層報(bào)文格式和服務(wù)類型5.1數(shù)據(jù)幀定義與封裝5.1.1概述數(shù)據(jù)鏈路層對(duì)來自應(yīng)用層的數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，形成數(shù)據(jù)幀，并通過物理層實(shí)現(xiàn)比特流的傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層收集物理層接收的比特流，生成數(shù)據(jù)幀并解封，為上層協(xié)議提供數(shù)據(jù)。在封裝的數(shù)據(jù)幀信息中，包含實(shí)際要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)、用來表示數(shù)據(jù)幀的類型、控制字、狀態(tài)字和地址等信息。標(biāo)準(zhǔn)的NCUC-Bus數(shù)據(jù)幀包含以下幾個(gè)部分(見圖4):a)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀頭；幀頭數(shù)據(jù)區(qū)CRC校驗(yàn)圖4NCUC-Bus數(shù)據(jù)幀組成示意圖5.1.2以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀頭NCUC-Bus數(shù)據(jù)幀采用的是以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)幀頭。其結(jié)構(gòu)示意如圖5所示。CRCCRC校驗(yàn)幀頭數(shù)據(jù)區(qū)幀頭NCUC-Bus協(xié)議采用主從通信模式，通信數(shù)據(jù)幀類型包括廣播幀、單地址幀和集總幀。主設(shè)備發(fā)送的廣播幀或集總幀，源MAC為主設(shè)備MAC,目的MAC為FFFFFFFFFFFFH;主設(shè)備發(fā)送的單地?cái)?shù)據(jù)區(qū)用于裝載NCUC-Bus設(shè)備所需的控制信息和狀態(tài)信息，其定義詳見NCUC-Bus的應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(GB/T29001.4—2012)。NCUC-Bus數(shù)據(jù)幀采用循環(huán)冗余校驗(yàn)碼——CRC碼對(duì)幀進(jìn)行差錯(cuò)校驗(yàn)，NCUC-Bus數(shù)據(jù)幀在有效數(shù)據(jù)區(qū)后加CRC校驗(yàn)區(qū)(如圖6所示),主設(shè)備可根據(jù)應(yīng)用配置為與IEEEStd802.3—2005標(biāo)準(zhǔn)兼容幀頭數(shù)據(jù)區(qū)CRC校驗(yàn)5.2幀定界和幀同步域NCUC-Bus數(shù)據(jù)鏈路層是以數(shù)據(jù)幀的格式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，并且在?shù)據(jù)幀出錯(cuò)后可以實(shí)現(xiàn)有效地重傳。從設(shè)備在接收數(shù)據(jù)幀時(shí)，通過幀同步能夠明確地從比特流中區(qū)分出幀的起始與終止。NCUC-Bus用一個(gè)特殊字段來表示幀的開始，然后使用一個(gè)字段來標(biāo)明本幀內(nèi)的字節(jié)數(shù)。幀數(shù)據(jù)的0和1構(gòu)成。第二個(gè)域是8位的幀頭定界符，為固定的二進(jìn)制序列10101011。在幀頭定界符之后，跟隨著兩個(gè)包含目標(biāo)地址和源地址的地址域。NCUC-Bus設(shè)備通過檢測(cè)同步域和幀頭定界符即可定位數(shù)據(jù)幀的起始位置，并通過幀內(nèi)字節(jié)數(shù)字段確定幀的結(jié)束位置。5.3幀的尋址和識(shí)別89終回到主設(shè)備。NCUC-Bus可以支持255個(gè)從設(shè)備。每一個(gè)從設(shè)備在NCUC-Bus中具有唯一的節(jié)點(diǎn)編號(hào)(從設(shè)備的地址),也是從設(shè)備的唯一標(biāo)識(shí)。標(biāo)準(zhǔn)NCUC-Bus數(shù)據(jù)幀采用以太網(wǎng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)頭，包括幀的MAC源地址、目的地址、協(xié)議類型。5.3.2幀的尋址和識(shí)別NCUC-Bus進(jìn)行通信時(shí)，如源MAC為主設(shè)備MAC,目的MAC(從設(shè)備MAC)為FFFFFFFFFFFFH;且?guī)愋涂刂谱謽?biāo)識(shí)為廣播幀，則通信幀被數(shù)據(jù)鏈路中所有的從設(shè)備接收，從設(shè)備依次接收通信幀信息，并同時(shí)向下一個(gè)從設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)通信幀，直到最后一個(gè)從設(shè)備將數(shù)據(jù)傳回NCUC-BusNCUC-Bus進(jìn)行通信時(shí)，如源MAC為主設(shè)備MAC,目的MAC(從設(shè)備MAC)為FFFFFFFFFFFFH;且?guī)愋涂刂谱謽?biāo)識(shí)為集總幀，則通信幀被數(shù)據(jù)鏈路中所有的從設(shè)備接收，從設(shè)備依次接收通信幀中對(duì)應(yīng)的該從設(shè)備信息，上載對(duì)應(yīng)返回信息，并同時(shí)向下一個(gè)從設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)通信幀，直到最后一個(gè)從設(shè)備將數(shù)據(jù)傳回NCUC-Bus主設(shè)備。NCUC-Bus進(jìn)行通信時(shí)，如源MAC為主設(shè)備MAC,目的MAC為從設(shè)備MAC,則僅對(duì)通信鏈路中某一從設(shè)備(與目的MAC匹配的從設(shè)備)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)NCUC-Bus單地址傳輸(如圖7所示)。從設(shè)備依次接收通信幀并對(duì)報(bào)文MAC進(jìn)行匹配，若匹配成功，則從設(shè)備對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行操CRCCRC校驗(yàn)幀頭數(shù)據(jù)區(qū)幀頭6鏈路連接的建立與管理6.1鏈路連接的建立據(jù)鏈路。對(duì)于線形連接，主設(shè)備可以是端節(jié)點(diǎn)也可以是中間節(jié)點(diǎn)。NCU線網(wǎng)絡(luò)，鏈路中擁有一個(gè)主設(shè)備(主站)和多個(gè)從設(shè)備(從站)。主設(shè)備與從設(shè)備依次連接，形成環(huán)形或線形網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)；NCUC-Bus環(huán)路中的每個(gè)站點(diǎn)設(shè)備都包含兩個(gè)相同的網(wǎng)絡(luò)端口(端口1和端口2),每個(gè)端口包含有獨(dú)立的物理層芯片和收發(fā)鏈路兩個(gè)通信接口；通信由NCUC-Bus主設(shè)備發(fā)起，由從設(shè)備NCUC-Bus采用有確認(rèn)的面向連接的服務(wù)，在傳遞數(shù)據(jù)之前，需建立鏈路連接。NCUC-Bus通過總線自舉對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描，NCUC-Bus主設(shè)備通過拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)識(shí)別，確定網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)鏈路。NCUC-Bus支持環(huán)形、線形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?如圖8～圖11所示)。主站主站從站n—1從站n-1從站2從站1從站2從站1從站n從站n圖8單環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通信鏈路主站從站2從站1從站從站2從站1圖9雙環(huán)形網(wǎng)絡(luò)通信鏈路主站主站從站n-1主站從站n從站n-1從站2從站1從站2從站1從站n圖10單線形網(wǎng)絡(luò)通信鏈路主站從站1從站i從站n從站i+1圖11雙線形網(wǎng)絡(luò)通信鏈路6.2數(shù)據(jù)鏈路的轉(zhuǎn)換NCUC-Bus可工作于兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式：環(huán)形、線形。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)為雙環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)存在兩條單向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)鏈路。若在雙環(huán)形鏈路中某一節(jié)點(diǎn)端口出現(xiàn)故障時(shí)，NCUC-Bus可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，提供報(bào)警，進(jìn)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)重構(gòu)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置選擇支持拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)重構(gòu)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成線形結(jié)構(gòu)，繼續(xù)通信，數(shù)據(jù)鏈路的轉(zhuǎn)換過程如圖12、圖13所示。主站從站從站2從站從站2從站43主站從站2從站從站2從站從站43圖12環(huán)形轉(zhuǎn)換為單線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主站從站1從站從站1從站2從站43圖13環(huán)形轉(zhuǎn)換為雙線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)6.3數(shù)據(jù)鏈路故障若在雙環(huán)形鏈路中某一節(jié)點(diǎn)端口出現(xiàn)故障時(shí)，NCUC-Bus可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，支持網(wǎng)絡(luò)報(bào)警或者拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)重構(gòu)。若在單環(huán)、線形鏈路中存在任意節(jié)點(diǎn)端口故障，或雙環(huán)鏈路中存在有兩處以上的節(jié)點(diǎn)端主站從站5從站4從站2從站3從站主站從站23從站23從站451圖14線形數(shù)據(jù)連接的故障主站主站從站3從站2從站5從站1從站4正常通信通信故障主站主站從站2從站1從站4從站53圖15單環(huán)形數(shù)據(jù)連接的故障正常通信——正常通信——通信故障從站435從站12圖16環(huán)形數(shù)據(jù)連接的故障7鏈路層數(shù)據(jù)傳輸7.1鏈路傳輸服務(wù)NCUC-Bus鏈路傳輸服務(wù)屬于LLC對(duì)應(yīng)用層提供的服務(wù)，包括：——集總幀數(shù)據(jù)通信服務(wù)；——單地址幀數(shù)據(jù)通信服務(wù)；——廣播幀數(shù)據(jù)通信服務(wù)。NCUC-Bus在同一傳輸鏈路上分時(shí)實(shí)現(xiàn)多類型數(shù)據(jù)幀的通信服務(wù)。集總幀數(shù)據(jù)通信服務(wù)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)傳輸(如命令、控制、反饋、狀態(tài)等數(shù)據(jù)通信),一般每一個(gè)周期定時(shí)發(fā)送。單地址幀數(shù)據(jù)通信服務(wù)實(shí)現(xiàn)包括設(shè)備參數(shù)配置等數(shù)據(jù)通信，一般非周期即時(shí)發(fā)送。廣播幀數(shù)據(jù)通信服務(wù)實(shí)現(xiàn)從設(shè)備管理，例如初始化復(fù)位、編址、清故障等數(shù)據(jù)通信，一般非周期即時(shí)發(fā)送。NCUC-Bus數(shù)據(jù)通信服務(wù)的時(shí)序如圖17所示。通信周期通信周期通信周期通信周期通信周期非周期通信3>2CRC校驗(yàn)后重發(fā)幀非周期通信非周期通信23t圖17NCUC-Bus通信的時(shí)序圖NCUC-Bus集總幀數(shù)據(jù)通信服務(wù)在每一個(gè)通信周期定時(shí)執(zhí)行，主設(shè)備在處理完集總幀數(shù)據(jù)后，才執(zhí)行非周期數(shù)據(jù)通信服務(wù)。為保證NCUC-Bus設(shè)備控制的實(shí)時(shí)性，數(shù)據(jù)在整個(gè)通信鏈路上的傳輸時(shí)間只占通信周期的一部分(如圖18所示)。通信周期通信周期設(shè)定最大傳輸時(shí)間周期通信2周期通信CRC校驗(yàn)后重發(fā)破)非周期通信2非周期通信3非周期通信2排隊(duì)，但傳輸時(shí)間不夠，通信周期設(shè)定最大傳輸時(shí)間通信周期設(shè)定最大傳輸時(shí)間通信周期設(shè)定最大傳輸時(shí)間周期通信1圖18NCUC-Bus傳輸時(shí)間示意圖NCUC-Bus設(shè)置的用于數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)臅r(shí)間，應(yīng)保證如下條件：(周期數(shù)據(jù)通信時(shí)間+非周期數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間)<最大設(shè)定傳輸時(shí)間<通信周期其中各個(gè)時(shí)間計(jì)算關(guān)系如下：周期數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間=(傳輸速率×周期通信幀長度+傳輸間隔)×設(shè)置的重傳次數(shù)非周期數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間=傳輸速率×非周期通信幀長度十傳輸間隔傳輸時(shí)間=周期數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間+非周期數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間7.2鏈路傳輸流量控制在NCUC-Bus協(xié)議中，為了提高數(shù)據(jù)幀傳輸?shù)目煽啃?，可以通過配置實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀在同一通信周期內(nèi)的多次重傳。NCUC-Bus支持以下兩種重傳機(jī)制：停止-等待通信和滑動(dòng)窗口通信。a)停止-等待通信在NCUC-Bus停止-等待通信方式中，主設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)幀后，等待從設(shè)備返回?cái)?shù)據(jù)幀，只有接收到返回幀后才發(fā)送下一幀(如圖19所示)。周期定時(shí)到周期定時(shí)到通信周期CRC校驗(yàn)正確第1幀1周期定時(shí)到周期定時(shí)到CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤第1幀CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤第2幀周期數(shù)據(jù)幀通信周期正確非周期通信鎮(zhèn)圖19停止-等待通信周期定時(shí)到tb)滑動(dòng)窗口通信NCUC-Bus還可以采用滑動(dòng)窗口通信方式，運(yùn)用多幀連發(fā)的方式處理數(shù)據(jù)幀，主設(shè)備連續(xù)發(fā)送n幀后，再接收并處理返回幀(如圖20所示)。周期定時(shí)到周期定時(shí)到通信周期CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤或超時(shí)第1幀正常通信周期數(shù)據(jù)幀正常通信重發(fā)周期數(shù)據(jù)傾周期數(shù)據(jù)幀第j幀周期數(shù)據(jù)幀CRC校驗(yàn)正確第1幀圖20滑動(dòng)窗口通信8差錯(cuò)檢測(cè)和恢復(fù)8.1差錯(cuò)檢測(cè)NCUC-Bus數(shù)據(jù)幀采用循環(huán)冗余校驗(yàn)碼對(duì)傳輸數(shù)據(jù)流進(jìn)行差錯(cuò)校驗(yàn)。NCUC-Bus數(shù)據(jù)幀在有效數(shù)據(jù)區(qū)后加CRC校驗(yàn)區(qū)實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)校驗(yàn)(如圖21所示)。NCUC-Bus循環(huán)冗余校驗(yàn)碼采用與IEEEStd802.3—2005標(biāo)準(zhǔn)兼容的CRC32算法或CRC16算法。幀頭數(shù)據(jù)區(qū)CRC校驗(yàn)8.2差錯(cuò)糾正NCUC-Bus設(shè)備發(fā)現(xiàn)傳輸出錯(cuò)后可按照應(yīng)用配置進(jìn)行糾正。NCUC-Bus采用重發(fā)糾錯(cuò)法來糾正選擇重新傳送數(shù)據(jù)幀，則直至傳送正確或所傳輸?shù)膸瑪?shù)超過設(shè)定重傳幀數(shù)為止。在重發(fā)糾錯(cuò)法中，主要采用下列機(jī)制實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)糾正：a)CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤重發(fā)傳輸?shù)膸瑪?shù)超過設(shè)定重傳幀數(shù)為止；b)超時(shí)重發(fā)主設(shè)備