CANOPEN.docx
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CANOPEN
PDO的过程数据交换(“过程数据对象”)
其主要任务的CANopen系统当然是交换过程的数据。
为此,不仅大多数的CAN标识符提供,但也最对象的字典项。
用于传输过程数据,这种情况无需额外的协议开销和传输发生根据所谓的 “生产者,消费者的原则” 。
这意味着,一个消息传输的一个节点(“生产者”)可以得到所有其他节点(以下简称“消费者”)。
这一原则也被称为 “广播” ,代表一个非常有效的原则,数据传输,特别是如果消息(例如,同步消息)传输的是在同一时间内的所有进程的参与者。
CAN消息,其中包含被称为PDO的过程数据( “过程数据对象” )。
如前所述,传输PDO的唯一可能是在“实战”状态。
PDO的没有固定的格式。
数据字段的一个PDO可介于1到8个数据字节。
一个PDO的内容也可以不容易解释。
其基本思路是,无论是发射器和接收器知道一个PDO的内容是要解释。
基于这个原因,它足以确定一个PDO只能通过它的芯的ID。
所谓 “PDO映射” 描述了各个过程变量在数据领域的一个PDO传输,它们是如何安排的,哪些数据类型和长度他们。
因此,内容和意义的数据字段的每个PDO是定义的形式描述一个PDO映像对象字典里的记录都在发送和接收端。
PDO的生产领域中的数据组成一个PDO根据其TxPDO映射。
对于这一点,采用当前数据要发送的变量从它的对象字典,把这些文件复制到数据领域的PDO的CAN消息前(PDO)的发送。
同样发生在消费者方面:
在此基础上的RxPDO映像记录时,数据字节接收PDO的被复制到本地对象字典条目,因此,一般而言,设备的具体行动触发(例如成立数字输出)。
一个网络节点,要接受一定的PDO只能启动corespondingCAN消息。
这是通过“设置有效”的相关穗轴-ID项中的OD。
但是,现在回到PDO映射。
的原则,安排(映射)的过程变量显示在以下(变量的形式提供对象字典应用程序配置文件中的条目)。
对个人的映像过程变量在数据领域的一个PDO的形式描述了一个表。
这也给出一个对象字典项,即每个发射和接收的PDO在[16xx]或[1Axx]。
这些表格,因此,映像的过程变量在数据领域的一个PDO可以通过SDO进行配置的写访问。
在这个例子中有两个对象正是链接:
从对象(过程变量)[2345sub67]PDO的生产商的反对[5432sub10]的原产地保护消费者和从对象[6000sub01]生产者反对[6200sub02]的消费者。
第三发送对象,[2001sub00]不计算在接收端,因此掩盖了所谓的虚拟对象。
映像表是数据类型“PDO映像”,其中包含0分类指数映像的对象的数量和分类指数1至8映像的对象字典条目本身为dword。
这包含了24位长外径地址(指数,分类指数)和8位编码长度外径条目。
一个设备,支持八映射项有8粒度,因此只能进行“字节为单位的映像”。
器件具有粒度为1,另一方面,支持每个PDO的映像位(“位映像”)。
因此必须有64项然后在映射表中。
然而,一个PDO描述不仅映射而且其通信参数。
它们是:
芯的ID,即标识符的CAN消息,“传输型”,“抑制时间”,并全部可通过配置相应的对象字典条目。
这一额外的立场对象字典条目有偏移0x200关联的映射条目之前,即用于发送PDO的[18xx]和接收PDO的[14xx]。
因此,每个PDO是由两个不同的描述外径项,这属于一起,坚定地都必须进行配置,由系统集成商。
下表显示了记录“原产地保护参数”:
分类指数
内容
数据类型
0
最大的分类指数支持
字节
一
科夫的ID
的DWORD
2
类型
字节
三
禁止时间以毫秒为
字
5
事件定时器
字
分类指数1包含了CAN标识符PDO的权利调整的双字。
最高值位表示是否PDO是积极的(有效)或无效(无效)。
一组的MSB手段无效的,值0x80000199,例如,描述了一个无效的节点首先TxPDO与25位。
传输类型的一个PDO可以设置通过第二个分指数。
首先,它是必要区分同步和异步的PDO:
值(十进制)
类型
0
非循环同步
1...240
循环同步
241...251
保留
252
只有同步RTR
253
只有异步RTR
254...255
异步
异步PDO的 是事件的控制,并代表PDO的正常传输类型。
这意味着,当至少有一个过程变量映射在PDO是改变,比如一个输入值,PDO是立即传送。
为此,255或254的值将被输入为PDO的类型。
PDO的同步 传输仅在事先接收同步消息(同步对象)。
因此PDO传输同步进行,在整个网络,或多或少在同一时间。
但是,什么是更重要的是,所有的设备投入必须采样同步的到来对象,此一统一快照的过程的结果。
随着下次同步短信,记录数据,然后发送同步PDO的。
所以这里有一个延迟时间所对应的周期的同步信息,为消费者接受的过程变量在时间上同步信息。
在输出的方向同步PDO的节点只接收到成为有效抵达下一个同步消息。
为了使总线不堵了大量的同步PDO的,这些都是每一个同步发送邮件时,值1..240循环同步PDO的类型被用作分隔的传输时间间隔。
因此,[18xxsub02]=4表示同步PDO是每四只发送同步信息。
不受这一点,当然必须记录设备的输入,每一个同步消息,因为它可能会发生的过程同步记录的变量在一个PDO是要求RTR。
在这种情况下,CANopen设备必须发送相应的PDO与立即同步记录值。
在[1006],参数“通信周期期间”中,节点可以通知在同步间隔微秒。
最后,在分类指数三一 “抑制时间” 可以设置为异步PDO的。
该值是被指定为多个100微秒。
在禁止时间失控时非常有用频繁发生变化的输入值;如以开放的模拟输入。
如果禁止时间配置,节点可能不会再转交有关原产地保护期届满前的禁止时间,这保证了没有inadmissibly高总线负载由于所谓的 “咿呀学语白痴” 。
在禁止时间仅用于TxPDOs,当然。
它没有意义RxPDOs。
可以传输异步TxPDOs循环与 事件定时器 ,分类指数5。
如果其值大于0,就成了一毫秒的定时器。
当这是过期,PDO是传播。
因此,双方发生传输时被改变外部设备的输入和定时器事件时失效。
这也是唯一的重要分类指数为传输-PDO的。
一个CANopen节点通常有四个发射PDO和4个接收-PDO的,其中一芯的ID是保留给其中的每个PDO的。
因此,这占地共127*4*2=938芯-ID的,即差不多一半的整个标识符空间。
然而,由于所谓的“ 对象链接 “,即建立一个沟通之间的关系发射和接收-PDO的,可以再次成为自由标识符,与联无论是生产者还是消费者必须适应其科夫的ID这些通讯伙伴,自己保留科夫的ID从而成为自由的。
因此,在实践中,为网络与127个网络节点,平均八芯-ID的每台设备可为TxPDOs。
对于较小的数字网络的一个网络节点,未用的芯-ID可以,当然也可以使用。
该系统集成商必须始终有一个概览分配的标识符空间及COB-ID的实际使用;为更复杂的系统,软件工具-例如IXXAT公司的CANopenConfigStudio,建议。
这个工具,例如,处理的PDO映射和联自动。
CANopen是一个标准化的分布式自动化系统应用基于CAN(控制器区域网络)提供以下性能特点:
∙传输时间关键过程数据据生产者消费者的原则
∙标准化的设备描述(数据,参数,功能,程序)在构成所谓的“对象字典”。
访问所有的“对象”的设备标准化的传输协议根据客户服务器的原则
∙标准化的服务设备监控(节点保护/心跳),错误signalisation(紧急信息)和网络协调(“网络管理”)
∙标准化的系统服务进行同步操作(同步消息),中央时间戳信息
∙标准化的帮助功能配置波特率和设备标识号通过总线
∙标准化的收入分配格局的消息标识符系统配置简单的形式中所谓的“预定义的连接设置”
应用
设备配置文件的通用I/O模块(中情局401,3.0)
设备配置文件的驱动器和运动控制(中情局402,2.0)
...
接口和设备配置文件的IEC61131-3的可编程器件(中情局4052.0版)
...
CANopen应用层和通讯协议(中情局301,4.1,还恩50325-4)和CANopen框架CANopen的管理人员和可编程CANopen设备(中情局302,V3.4)
CAN数据链路层(异11898:
2003)
CAN物理层(异11898:
2003)
CANopen总线
产品规格
该档CiA的301“CANopen应用层和通信协议”是规范和CANopen的基本可通过用户组织 “能在自动化电子伏特”(中央情报局)
在德国埃尔兰根。
扩展通信机制在中央情报局302描述:
“可编程设备的框架”,特别的PLC,人机接口或CANopen工具。
该规范建议CiA的303,中央情报局和CiA306305定义的标准和建议的电缆,引脚分配,SI单位,层设置服务(LSS)和规范的电子数据表(EDS)等。
所有CANopen规格是由会员公司的中央情报局和没有可以免费获得使用权。
概述了CANopen设备和应用规范中给出了部分 设备和应用概况
。
物理结构CANopen网络
底层的CAN架构定义的基本物理结构的CANopen网络。
因此,一条线(总线)拓扑结构使用。
为避免反射的信号,两端的网络必须被终止。
此外,允许的最大长度为支线连接各个网络节点也必须得到遵守。
推荐的允许比特率给出一个CANopen网络在中央情报局301:
10kbps的,20kbps的,50kbps的,125kbps的,250kbps的,500kbps的,800kbps和1000kbps的。
在CIA的建议301位的配置,并给出时间。
此外,用于CANopen,另外两个条件必须满足:
∙所有节点都必须配置为相同的比特率和
∙没有节点的ID可能存在两次。
遗憾的是没有自动机制,确保这些条件。
该系统集成商必须检查的比特率和节点的ID时,每一个网络节点的网络布线和调整,如果必要的。
一般情况下,节点ID是直接在设备上配置通过DIP开关或十六进制的旋转开关。
替代的解决方案需要将这些参数通过两个保留的CAN标识符由软件与援助的所谓“六标准偏差服务”(层设置服务)描述在中央情报局305。
对象字典(OD)和电子数据表(EDS)等
其中最重要的属性是一个标准化的CANopen设备描述被调用的对象字典。
它是一个表具有相同的结构对所有类型的设备。
这样就可以访问所有的重要数据,参数和功能的设备使用逻辑寻址系统(索引,分类指数)从“外”,即通过CAN总线。
CANopen的
巴士
通讯
界面
服务器的SDO
客户的PDO
接收的PDO
发送的PDO
NMT的,同步,应急,时间戳,心跳
对象
字典
逻辑解决方案访问两个通讯和应用参数,以及数据和函数
应用
Process
设备功能
-函数
-数据
-参数
的I/O
信号
和
过程数据
除了标准化描述的通信设备的性能,根据中情局301CANopen的定义所谓的“设备配置”的典型设备独特的应用领域。
这些指定的最重要参数,数据和功能的每台设备类型(例如输入/输出模块,驱动器,编码器等)。
该电子版数据表(EDS公司)包含的数据类型和功能的每一个条目的目录。
通常情况下,EDS公司是一个ASCII文件,包含所有数据。
为了让一个更加灵活和可扩展的数据处理,格式已更改为XML。
数据传输通过SDO和PDO
基本上有两种不同的方式来传输数据。
服务数据对象(SDO)的基础上的客户端服务器通信,可以直接处理的对象使用其指数和分类指数。
它用于配置一个设备,注册和下载更大的数据块,但需要一个额外的协议开销。
过程数据对象(PDO)提供一个高效率传输的数据按照一个生产者消费者模型。
该datalength限制为八个字节,但不包含任何协议开销。
一个PDO可以包含值的多个条目的对象字典,但内容的一个PDO要初始化期间定义。
每个设备最多可指定512PDO的接收和发送的限制范围内的系统(内存,处理能力)或网络(数字识别可用的CAN)。
字节0
字节7
CAN的身份证PDO1
数据
字节
0
字节
三
字节
6
字节
7
CAN的身份证PDO2
数据1
速度
数据2
位置
数据3
目标是什么?
字节
0
字节
2
字节
4
字节
6
字节
7
CAN的身份证PDO3
数据1
温度
数据2
电压
数据2
当前
数据3
目标是什么?
一个PDO驱动或者通过远程请求,由内部的事件,如触发分别。
一个定时器,或当(循环)的同步传输消息(同步)是未来英寸网络中的所有节点都能够接收消息(PDO的,消费者)。
通过过滤了CAN-ID的对象可以选择的兴趣作进一步处理。
紧急信息
由于CANopen是不是一个层次主从系统,并传达了节点只监视通讯状态,而不是实际节点的状态,每个节点都需要一个高优先级标识,以指示错误的情况。
这一机制被称为“ 紧急消息 “和相关的通讯对象的” 紧急通知 “。
这样的紧急消息由八个字节的数据,格式如下:
错误
守则
错误
注册
外地供货商特定的错误
指定的错误代码在DS-301。
同时,随着传播的紧急消息,该设备写入错误代码的错误的历史。
错误寄存器内容的OD入门与逐位编码错误的原因。
通过SDO的设备配置
具体的沟通对象,所谓的 “服务数据对象” (标准制定组织)用于直接访问CANopen设备。
有了这些“服务数据对象”,对象字典条目可以读,写,总是发生在通信作为一个逻辑1:
1连接(对等网络)之间的两个节点(例如配置节点和节点配置)。
由于数据传输是通过进行必要的网络连接作为一个公认的服务,这意味着每个连接两个CAN消息是必须的:
一为请求消息到网络节点(SDO的要求或“客户性别歧视条例”)和二中响应(SDO的反应或“服务器性别歧视条例”)的节点。
两个网络节点所涉及的被称为 SDO客户机 和/或SDO服务器 ,这里的服务器ID的一个提供或接受的数据通过它的对象字典和客户端是一个请求(读取)或转让(写入)的数据。
有一个合乎逻辑的两个伙伴之间的连接,也称为一个 “性别歧视条例通道” 。
该倡议的一个SDO传输总是来源于客户端。
作为SDO的转移是公认的,每个请求必须回答的,即使设备无法提供有意义的数据或请求本身已经是错误的。
这种消极的反应被称为“中止”。
在这样的反应,除了4字节长的错误代码( 中断代码 ),它指定的原因中止的,其地址的对象字典进入该不成功SDO传送提到,也将被传输。
如前所述,SDO的传输总是运行作为一个请求响应序列,根据一个独立的协议,该协议中指定的第一个数据字节的服务数据对象。
因此,消息标识符指定了性别歧视条例本身和第一个数据字节的SDO指定特定的协议。
由于这个原因,第一个数据字节也称为协议或命令字节。
SDO的,信息总是八个字节长,位的数据字段不要求必须设置为0。
任何长度的数据字段或字节序列可以传送一个对象字典访问。
由于这个原因,长度信息,可以通过SDO传送协议是理论上无限的。
在SDO协议运行在两个阶段:
在初始化阶段进入一个对象字典是写给和长度要传输的数据被显示。
在第二阶段的实用数据,然后传送段(每7个字节)。
因此,的DS-301四种不同的性别歧视区分服务:
启动SDO的上传,上传SDO的分部,启动SDO的下载和下载SDO的分部。
由于往往只有几个实用数据字节要发送时,SDO传输可以缩短,最多以四个字节传输已经在初始化阶段。
这被称为一个 “快速SDO的转移” 。
该消息的启动SDO的下载服务,与该写访问对象字典输入一个CANopen节点发生在同一时间,结构如下:
命令字节
外径主要指数
外径分类指数
数据(最多4个字节)
在SDO服务器响应协议字节0x60:
命令字节0x60
外径主要指数
外径分类指数
空(4字节)
在位编码命令字节编码的服务是有三个位(命令符)。
另位指定是否加快或无转移是加快进行。
另有位表示的大小是否要发送的数据中指定的最后4个字节的沟通对象,但是,该位仅用于非快速传输。
随着 加快转移 ,另一方面,用户数据直接传送在这最后4个字节。
另外两个位字节的协议指定多少实际分配这些字节(只传输一个字节的用户数据也可以)。
因此,用户数据必须被定位左对齐在数据领域的性别歧视的对象。
一般来说,是要指出,在CANopen数据传输按照 “小尾段” 规则,因此根据相应的窗体英特尔处理器。
这意味着低价值字节首先发送。
这使得它略微更困难的人,以跟随监视SDO协议序列,但到底这是一个问题的习惯。
计数字字节描述的协议,到目前为止,有7位。
第八位是保留的。
SDO的下载到外径条目[1017],与该心跳间隔的心跳生产者将被设置为4秒(以毫秒为一个无符号的价值,即到0x0FA0的),因此显示如下:
第2B
1710
00
A0的0F的0000
节点(SDO服务器),然后确认成功完成了向信息
60
1710
00
00000000
随着启动 SDO的上传服务 ,与该对象字典输入一个CANopen节点被读出,同一部门的数据字段是有效的,只有在这里请求和响应电报,在一定程度上扭转。
下面是命令字节的客户端请求0x40:
命令字节(0x40)
外径主要指标
外径分指数
空(4字节)
在SDO服务器响应:
命令字节
外径主要指标
外径分指数
数据(4字节)
在SDO服务器必须始终响应请求的典型读出设备制造商(供货商ID;下找到分类指数1标识对象[1018]),因为这外径港是强制性的。
在案例在手,设备当然是从IXXAT的(厂商没有。
:
00000004)。
响应消息的SDO因此如下:
43
1810
01
04000000
如果没有“快速转”字,四个数据字节的启动SDO的服务可用于指定的长度(以字节为单位)的用户数据进行传输。
实际的传输,然后下载SDO的发生与性别歧视段段或上传服务。
7字节的用户数据,每段可传输。
命令字节这些服务包含三个位的服务标识符(命令符),一个触发位和四个未使用的位,除了最后一段。
为了安全地传输用户还没有数据段的大小的倍数七,未使用的字节数(A值6至0)编码的最后三位SDO的部分。
最后,该命令字节的LSB标志着结束数据传输。
该部门订单情况是由触发位,其中既SDO的请求和响应消息SDO的切换。
评论序列的非加急分段SDO的上传说明了以下内容:
4008100000000000//启动REQ的:
读取设备名[1008]
第1A41081000000000//初始化分别:
好的。
它的26个字节长
6000000000000000//上传部分REQ的,切换=0
第6E00546979204E条6楼//上传段分别,切换=0
7000000000000000//上传部分REQ的,切换=1
1064652020万字的2D65//上传段分别,切换=1
6000000000000000//上传部分REQ的,切换=0
0067612044616楼6D条//上传段分别,切换=0
7000000000000000//上传部分REQ的,切换=1
第6E73201569210000//最后一段,2字节的自由,切换=1
随着第4版的CANopen规范DS-301,一个新的,更加有效,而且相当复杂SDO的模式已经出台,所谓的 性别歧视块传输 。
与此相反的段传递如上所述,这里的部分不再承认个别的,但放在一起成块,这是每转一次过。
合作伙伴则只有承认该块。
从用户数据大小29字节,块传输更好的条件的协议开销。
随着块传输,协议的字节数的个别分部的每个块,从而使最高每块127段是可能的。
盒装的传输是由一个初始化阶段,其中的数据块大小和效用的大小是由男女双方的相互一致,并以终止阶段,其中的CRC校验和在整个转让,前提是沟通它的合作伙伴agreet初始化过程中,致力于。
然而,SDO的块传输目前只有少数设备支持。
在SDO读访问对象字典项[1008],设备名称,作为一个块传送如下:
A4纸08100021000000//启动REQ的:
阅[1008]33块,儿童权利委员会的支持
C2的第1A081000000000//初始化分别:
这是26个字节长,无CRC校验
±300000000000000//初始化块REQ的:
让我们去
第6E01546979204E条6楼//上传分别块,段=1
0264652020万字的2D65//上传分别块,段=2
0367612044616楼6D条//上传分别块,段=3
第6E73208469210000//最后一段,段=4
A2的04210000000000//上传块REQ的:
4段收到33块
碳九00000000000000//结束分别:
2字节无
格A100000000000000//结束REQ的:
谢谢你
SDO服务是一个重要的“中止SDO传送”(命令字节:
0x80)。
它包括一个CAN消息确切,可在任何时间传送任一两个合作伙伴而不是常规的SDO的协议的消息,并导致立即终止了SDO传输。
最常见的情况是在SDO-中止为响应一个启动SDO的要求,如果所处理的对象字典项不存在。
结构中止的SDO的信息是:
0x80
外径主要指数
外径分类指数
中止代码
数据字段的此SDO服务包含导致错误(
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