前言

本篇就來講講IO-Link的數據鏈路層。

01 鏈路層總覽

數據鏈路層（Data Link Layers）在整個IO-Link協(xié)議棧起到承上啟下的作用，通過物理鏈路在主從站之間傳遞消息，其包含消息處理模塊、模式轉換模塊、PD處理及OD處理模塊。

——DL層的主要功能和職責——

DL層定義了一組可供應用層（AL）使用的DL-services，用于交換過程數據（PD）和按需數據（OD）。

DL層定義了另一組DL-services供系統(tǒng)管理（SM）使用，用于檢索設備識別參數和設置數據鏈路內的狀態(tài)機。

DL層使用物理層服務（PL-Services）來控制物理層（PL）并交換UART幀。

DL層負責消息的錯誤檢測（無論是內部協(xié)議上的錯誤還是從物理層報告的錯誤）以及適當的糾正措施（例如重試）。

整體協(xié)議棧的開發(fā)90%的代碼基本集中在數據鏈路層。數據鏈路層包含四大模塊，On-RequestData、ProcessData、DL-Mode、Message。而OD又由三個小模塊組成，分別為ISDU、CMD和Event。

Message：和物理層打交道，處理物理層傳遞的消息，對消息進行解碼，分析，緩存，交由其他模塊（PD和OD）處理，并接受其他模塊的數據，并打包校驗傳遞給物理層發(fā)送；

On-request：根據Message模塊傳遞過來的數據進行分類，分別給ISDU、CMD、Event三個不同的模塊處理；

DL-mode：與SystemManagement模塊保持聯系，確定當前從站或者主站所處的狀態(tài)，比如是Pre Operate還是Operate狀態(tài)等。

Process Data：處理過程數據Input和Output。

02 DL-Mode

DL-Mode的首要任務就是檢測喚醒信號，并分別按照規(guī)定的速率進行探測從站的實際速率。

當主站準備試圖與從站建立IO-Link通信時，會先發(fā)一個喚醒信號，并緊接著發(fā)送第一個消息（ 0xA20 x00 ），該消息是讀取從站的CycleTime；

主站在喚醒請求（WURQ）之后，DL模塊在TREN時間和TDMT時間后，按照COM3、COM2和COM1的指定傳輸速率，順序發(fā)送測試消息，直到收到從站的報文響應。

步驟1：主消息以COM3(230400bit/s)的傳輸速率發(fā)送;

步驟2：主消息以COM2(38400bit/s)的傳輸速率發(fā)送;

步驟3：主消息以COM1(4800bit/s)的傳輸速率發(fā)送;

步驟4：設備響應消息以COM1的傳輸速率發(fā)送。

從上圖看，每隔500ms會重復相關的探測，直到從站回復為止。那么每隔500ms發(fā)送的數據又是什么呢？請看下圖：

在一個發(fā)送周期內，其實還有三個小周期，規(guī)范里稱之為3次重試，即三次重試不成功后，會重新進入SIO狀態(tài)并再次喚醒和檢測。

我們再放大這個圖，看到如下每個重試小周期的具體序列，先喚醒，再三次不同速率的探測。

從這個理論可以得知，我們可以任意修改探測報文的速率，即如果可以同時修改主從站的速率，可以實現自定義的IO-Link速率，我們目前在400K的速率上成功實現IO-Link通信。

在數據鏈路層的時間檢測上，要遵循如下規(guī)則：

03 Fallback

看過規(guī)范的小伙伴，應該注意到IO-Link主站有發(fā)送fallback的能力，這個fallback命令可以是讓設備強制切換到SIO模式，這種命令在實際中可能用的比較少。

小編覺得這個命令對主站有實際效果，就是發(fā)送命令后，主站不再進行IO-Link通信，轉而進入DI/DO模式，當然從站也要進入DI/DO模式，即需要把Pin4的串口模式要轉變?yōu)镈I/DO模式。

規(guī)范要求在接受到Fallback指令后，最大500ms，就要切換到SIO模式。

結語

OK，本篇就先介紹這里，下篇小編將針對主從站DL-Mode模塊的狀態(tài)機，進行一下詳細介紹，期待各位看官持續(xù)關注！