ICS 25.040 N 10
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T31230.3-2014
工业以太网现场总线EtherCAT 第3部分：数据链路层服务定义
Industrial ethernet fieldbus EtherCAT-Part 3:DataLinkLayer service definition
2015-04-01实施
2014-09-30发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T31230.3—2014
目 次
前言范围
1
1.1 本部分与IEC标准的关系 1.2 概述 1.3 规范 1.4 一 一致性规范性引用文件
2 3
术语、定义、符号、缩略语和约定· 3.1 参考模型术语和定义 3.2 服务约定术语和定义 3.3 数据链路层服务术语和定义 3.4 符号和缩略语 3.5 一般约定数据链路层服务和念 4.1 工作原理 4.2 拓扑： 4.3 数据链路层概述 4.4 错误检测概述 4.5 参数和过程数据处理介绍 4.6 节点参考模型 4.7 操作概述 4.8 寻址 4.9 从站分类 4.10 从站的通信层结构 5 通信服务 5.1 概述 5.2 读服务 5.3 写服务 5.4 组合读写服务 5.5 网络服务 5.6 邮箱 6本地交互
1
10 10
11 11 12 13 15 16 17 17 17 20 22 25 26 30 30 31 31 32 I
..
6.1 本地读（readlocal).. 6.2本地写（Writelocal） 6.3本地事件（Eventlocal) .. 参考文献 GB/T31230.3—2014
图1 包含单个EtherCATDLPDU的以太网顿内的逻辑数据映射图2 EtherCAT数据链路参考模型图3 开放模式下EtherCAT网段图4 直连模式下EtherCAT网段图5 寻址模式概览图6 现场总线内存管理单元概览图7 通信分层图8 EtherCAT服务原语流图9 成功的邮箱写序列图10 成功的邮箱读序列
10 12 13 13 14 15 16 17
..
...27
27
17 18 19 19 20 ：20 21 21 22 23 23 24 24 ...25 26 28 29
表1 自增式物理读（APRD) 表 2 配置的地址物理读(FPRD) 表3 广播读(BRD) 表4 逻辑读(LRD) 表5 自增式物理写（APWR）表6 配置的地址物理写(FPWR) 表 7 广播写(BWR) 表8 逻辑写(LWR) 表9 自动递增物理读/写（APRW）.. 表10 配置的地址物理读/写(FPRW) 表11 广播读/写（BRW）表12 逻辑读/写(LRW) 表13 自动递增物理读/多重写（ARMW）表14 配置的地址物理读/多写（FRMW）表15 提供网络变量（PNV) 表16 邮箱写表17 邮箱读更新表18 邮箱读表19 本地读表20 本地写表21 本地事件
-..
29 30 31 31
I GB/T31230.3—2014
前言
GB/T31230《工业以太网现场总线EtherCAT》分为以下6个部分：
第1部分：概述；第2部分：物理层服务和协议规范；第3部分：数据链路层服务定义；第4部分：数据链路层协议规范； ——第5部分：应用层服务定义；
第6部分：应用层协议规范，本部分为GB/T31230的第3部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本部分由中国机械工业联合会提出。 本部分由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会（SAC/TC124)归口。 本部分起草单位：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所、北京仪综测业科技发展有限公司、西南
大学、上海自动化仪表股份有限公司、中科院（沈阳）自动化研究所、清华大学、北京航空航天大学、北京交通大学、北京和利时系统工程有限公司、中科院计算所顺德分所、欧姆龙工业自动化公司、倍福北京分公司、ETG中国。
本部分主要起草人：谢素芬、高镜媚、刘丹、刘枫、包伟华、杨志家、王雪、刘艳强、范瑜、罗安、陈冰冰、 李天兵、关鹏、范斌、程庚。 GB/T 31230.3—2014
工业以太网现场总线EtherCAT 第3部分：数据链路层服务定义
1范围
1.1本部分与IEC标准的关系
GB/T31230的本部分依赖于IEC61158系列文件类型12中相对应的部分。 1.2概述
EtherCAT数据链路层部分为自动化设备之间的时间关键信息通信提供共同要素。“时间关键” 词代表存在一个时窗，在此时窗内，要求完成一个或多个有明确定义的指定动作。在时窗内没有完成指定的动作，有可能造成需要该动作的应用的失败，甚至会影响设备、厂房及人身安全。
本部分以抽象的方式定义了由EtherCAT现场总线数据链路层提供的外部可视服务，它借助于： a）服务原语的动作和事件； b）原语动作和事件相关的参数以及它们采用的格式； c）动作和事件之间的关系及其有效序列。 本部分的目的是定义下列两项提供的服务： a) 在现场总线参考模型应用层和数据链路层之间的边界处的EtherCAT总线应用层； b）现场总线参考模型的数据链路层和系统管理层边界的系统管理。
1.3规范
本部分的主要目的是定义适合于时间关键通信的数据链路层概念性服务的特点，并以此补充OSI 基本参考模型，来指导服务于时间关键的通信数据链路协议的开发；其次，是为了从现有的工业通信协议中另辟路径。
本部分可作为正式DL编程接口的根据。不过，它不是正式的编程接口，任何正式的接口都需要解决本规范未涉及的实现问题，包括：
a）各种多八位位组服务参数的大小和八位位组的排序； b）成对的请求和证实，或指示和响应以及原语之间的相关性。
1.4一致性
本部分不指定个别的设备或产品，也不具体规定工业自动化系统中的数据链路层实体的实现本部分虽然没有与设备的一致性，然而通过执行相应的满足本部分中EtherCAT数据链路层服务
定义的数据链路层协议可以实现一致性。
规范性引用文件
2
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T9387.1信息技术开放系统互连基本参考模型第1部分：基本模型
1 GB/T31230.3—2014
GB/T9387.3信息技术开放系统互连基本参考模型第3部分：命名与编址 GB/T17967信息技术开放系统互连基本参考模型OSI服务定义约定 ISO/IEC8802-3信息技术系统间通信和信息交换局域网和城域网特殊要求 第3部分：
带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）的访问方法和物理层规范（Informationtechnology Telecommunications and information exchange between systemsLocal and metropolitan area net- works—Specific requirements--Part 3:Carrier sense multiple access with collision detection (CSMA/ CD)accessmethod andphysical layer specifications)
IEEE802.1D用于局域网和城域网的IEEE标准 媒体访问控制（MAC)网桥［IEEEStandard for Local and metropolitan area networks-Media Access Control （MAC) Bridges; available at 《http://www.ieee.org>]
3术语、定义、符号、缩略语和约定
下列术语、定义、符号、缩略语和约定适用于本文件。 3.1参考模型术语和定义 3.1.1
DL地址 3.1.2
DL-address
[GB/T9387.3]
DL-connectionless-modetransmission [GB/T 9387.1]
DL无连接模式传输 3.1.3
对应(N)实体对应DL实体（N=2) 对应Ph实体（N=1)
correspondent (N)-entities correspondent DL-entities (N=2) correspondent Ph-entities (N= 1)
[GB/T 9387.1]
3.1.4
DL双工传输 3.1.5
DL-duplex-transmission
[GB/T 9387.1]
(N)-entity DL-entity (N=2) Ph-entity (N= 1)
(N)实体 DL实体（N=2) Ph实体(N=1)
[GB/T 9387.1]
3.1.6
(N)-layer DL-layer (N=2) Ph-layer (N= 1) layer-management peer-entities primitive name DL-protocol DL-protocol-data-unit
(N)层 DL层（N=2) Ph层(N=1)
[GB/T9387.1]
3.1.7
层管理 3.1.8
[GB/T 9387.1]
对等实体 3.1.9
[GB/T 9387.1]
原语名 3.1.10
[GB/T 9387.3]
DL协议 3.1.11
[GB/T 9387.1]
DL协议数据单元 2
[GB/T 9387.1] GB/T31230.3—2014
3.1.12
DL-relay
DL中继 3.1.13
[GB/T 9387.1]
复位 3.1.14
reset
[GB/T 9387.1]
响应DL地址 3.1.15
responding-DL-address
[GB/T9387.3]
路由 3.1.16
routing
[GB/T 9387.1]
分段 3.1.17
[GB/T 9387.1]
segmenting
(N)服务 DL服务（N=2) Ph服务(N=1)
(N)-service DL-service (N=2) Ph-service (N= 1)
[GB/T 9387.1]
3.1.18
(N)服务访问点 DL服务访问点（N=2) DL-service-access-point (N=2) Ph服务访问点（N=1) Ph-service-access-point (N= 1)
(N)-service-access-point
[GB/T 9387.1]
3.1.19
DL-service-data-unit
DL服务数据单元 3.1.20
[GB/T 9387.1]
DL单工传输 3.1.21
DL-simplex-transmission
[GB/T 9387.1]
DL子系统 3.1.22
DL-subsystem
[GB/T 9387.1]
系统管理 3.1.23
[GB/T 9387.1]
systems-management
DLS-用户 3.1.24
DLS-user
[GB/T 9387.1]
DLS用户数据 3.2 服务约定术语和定义 3.2.1
[GB/T 9387.1]
DLS-user-data
接受者 3.2.2
acceptor
[GB/T17967]
[GB/T 17967] [GB/T17967] [GB/T17967] [GB/T 17967] [GB/T 17967]
不对称服务 3.2.3
asymmetrical service
confirm (primitive)
证实（原语） 3.2.4
交付(原语) 3.2.5
deliver (primitive)
DL-service-primitive
DL服务原语 3.2.6
DL服务提供者
DL-service-provider
3 GB/T31230.3—2014
3.2.7
DL-service-user
DL服务用户 3.2.8
[GB/T17967]
DL-user-optional-facility
DL-用户可选功能 3.2.9
［GB/T17967】
指示（原语） 3.2.10
indication (primitive)
［GB/T17967]
请求(原语） 3.2.11
request (primitive)
［GB/T17967]
请求者 3.2.12
requestor
［GB/T17967]
response(primitive)
响应（原语）
［GB/T17967
3.2.13
提交（原语） 3.2.14
[GB/T 17967]
submit (primitive)
对称服务
symmetrical service
［GB/T17967]
3.3 数据链路层服务术语和定义 3.3.1
应用 application 生产或消费数据的函数或数据结构。
3.3.2
应用对象 applicationobjects 管理并提供网络间和网络设备内运行时信息交换的多个对象类。
3.3.3
基本型从站 basic slave 只支持数据物理寻址的从站设备。
3.3.4
比特 bit 由1和0组成的信息单元，是可发送的最小数据单元。
3.3.5
客户端 client a) 使用另一个对象（服务器）的服务来执行任务的对象； b) 服务器所响应的消息的发起者。
3.3.6
连接 connection 在相同或不同设备中的两个应用对象之间的逻辑绑定。
3.3.7
周期的 cyclic 以定期和重复方式进行重复的事件。
3.3.8
循环穴余校验 cyclic redundancy check;CRC 从数据阵列中计算出来的余数，用来作为该阵列的检验码。
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