IO-Link主从站怎样“握手”？揭秘数据链路层的叫醒与速度协商机制

发布时间：2025-10-21 来历：转载 责任编纂：Lily

【导读】IO-Link数据链路层是毗连物理层与运用层的焦点枢纽，卖力主从站间的靠得住数据通报。它经由过程动静处置惩罚、模式转换、历程数据与按需数据四年夜模块，实现装备状况治理、历程数据互换及按需参数读写。该层具有主动波特率检测机制，撑持三种尺度速度自顺应与自界说速度扩大，并经由过程过错检测与重传机制确保传输靠得住性。数据链路层作为和谈栈的功效主体，承载着约90%的通讯和谈实现，是构建不变IO-Link通讯体系的要害技能基础。

01 链路层总览数据链路层（Data Link Layer，DL）于IO-Link和谈栈中负担承上起下的作用，卖力于主站与从站之间经由过程物理链路通报动静。该层包括动静处置惩罚模块、模式转换模块、历程数据处置惩罚模块（PD）和按需数据处置惩罚模块（OD）。

—— DL层的重要功效与职责 ——

DL层界说了一组供给用层（AL）利用的DL办事，用在互换历程数据（PD）及按需数据（OD）。

同时，DL层还有界说了另外一组供体系治理（SM）利用的DL办事，用在获取装备辨认参数以和配置数据链路内部的状况机。

DL层使用物理层办事（PL-Services）节制物理层（PL），并完成UART帧的互换。

DL层还有卖力动静的过错检测（包括内部和谈过错和物理层上报的过错），并采纳响应纠错办法（例如重传）。

整个和谈栈的开发中，约90%的代码集中于数据链路层。该层包罗四年夜模块：On-RequestData、ProcessData、DL-Mode及Message。此中，OD模块进一步划分为三个子模块：ISDU、CMD及Event。

Message模块：与物理层交互，卖力处置惩罚物理层通报的动静，包括解码、解析与缓存，并将数据分发给其他模块（如PD及OD）；同时也吸收其他模块的数据，举行打包及校验后交由物理层发送。

On-request模块：按照Message模块通报的数据举行分类，别离交由ISDU、CMD及Event三个子模块处置惩罚。

DL-mode模块：与SystemManagement模块交互，确定当前主站或者从站的状况，例如Pre-Operate或者Operate等。

Process Data模块：卖力处置惩罚输入及输出的历程数据。

02 DL-Mode

DL-Mode的首要使命是检测叫醒旌旗灯号，并根据划定的速度依次探测从站的通讯速度。

当主站测验考试与从站成立IO-Link通讯时，起首发送一个叫醒旌旗灯号，随后当即发送第一条动静（0xA2 0x00），该动静用在读取从站的CycleTime。

于叫醒哀求（WURQ）以后，DL模块于TREN时间及TDMT时间以后，根据COM三、COM二、COM1的指定传输速度依次发送测试动静，直至收到从站的相应报文。详细步调以下：

主站以COM3速度（230400 bit/s）发送动静；

主站以COM2速度（38400 bit/s）发送动静；

主站以COM1速度（4800 bit/s）发送动静；

从站以COM1速度相应。

按照图示，主站每一距离500ms反复履行上述探测流程，直到收到从站相应为止。每一次500ms周期内的探测历程详细以下：

于一个发送周期内包罗三个重试子周期，即规范中所称的“三次重试”。若三次重试均未乐成，主站将从头进入SIO状况，并再次倡议叫醒及探测流程。

进一步不雅察每一个重试子周期的详细序列，其挨次为：先发送叫醒旌旗灯号，再依次以三种差别速度举行探测。

基在上述机制，理论上可调解探测报文的通讯速度。若同时修改主站及从站的速度，便可实现自界说IO-Link通讯速度。今朝咱们已经于400Kbps速度下乐成实现IO-Link通讯。

于数据链路层的时间检测方面，需严酷遵照如下法则：（此处原有图表或者法则未睁开，建议增补详细时间参数或者规范条款）

03 Fallback

按照规范，IO-Link主站具有发送Fallback指令的能力，该指令可强迫装备切换至SIO模式。只管该指令于现实运用中较少利用，但对于主站而言具备现实意义：发送Fallback后，主站将终止IO-Link通讯，切换至DI/DO模式。从站也需同步切换至DI/DO模式，行将Pin4由串口模式切换为DI/DO模式。

规范要求，装备于吸收到Fallback指令后，必需于500ms内完成向SIO模式的切换。