2.3 EtherCAT 物理层服务和协议规范
2.3.1 符号和缩略语
1.符号
EtherCAT物理层服务和协议规范所用符号见表2-2。
表2-2EtherCAT 物理层服务和协议规范所用符号
2.缩略语
EBUS:由标准描述的EtherCAT物理层(AEtherCATphysicallayerasdescribedinthisin-ternationalstandard)。
EOF:帧结束符(EndofFrame)。
LVDS:低压差分信号(LowVoltageDifferentialSignaling)。
PCB:印制电路板(PrintedCircuitBoard)。
RxS:接收信号(ReceiveSignal)。
SOF:帧起始符(StartofFrame)。
TxS:发送信号(TransmitSignal)。
2.3.2 EtherCAT的数据链路层 (DLL)-物理层 (PHL)的接口
DLL-PHL接口是一种虚拟机间的虚拟服务接口,不需要物理信号线。该接口定义了必需的物理服务(PhS)原语以及其使用限制。
PhIDUs应依照GB/T9387的要求在DLL和PHL间传输,通过DLL-PHL接口数据单元间的映射如图2-9所示,是否支持PhPCI和PhICI是由类型特定的。
这些服务用于DLL实体与其关联的PHL实体间的PhIDU交换。这样的传输是协同操作的DLL实体间事物处理的一部分。物理层列出的服务是最低要求,这些服务能联合提供一种方法,通过该方法,协同操作的DLL实体能协调在共享的通信媒体上的传输及数据交换。如有必要,也提供数据交换的同步及相关的操作。
图2-9 通过DLL-PHL接口数据单元间的映射
2.3.3 系统管理-PHL接口
该接口为PHL提供用于初始化和选择项的服务。
PHL的目标之一是允许未来的变型,如无线、光纤、冗余通道(如电缆)及不同的调制技术等。一种通常形式的系统管理PHL接口,它提供了实现这些变型所需的服务。
当设备直接连接到媒体时,一套完整的管理服务才能被使用。对于有源连接的设备(如有源耦合器、中继器、无线/调制解调器电话及光电等),其中的一些服务对于有源耦合器是可以隐含的。此外,每个设备可以使用描述原语的一个子集。
2.3.4 DCE 无关子层 (DIS)
PHL实体分为数据终端设备(DTE)组件和数据通信设备(DCE)组件。DTE组件与DLL实体通过接口相连,并形成了DCE无关子层(DIS)。DIS通过DL-PH接口交换接口数据单元,并提供了DL-PH接口处每次的PhIDU和物理发送与接收所需的比特串之间的基本转换。
该子层独立于所有的PHL变型,包括编码和/或调制、速度、电压/电流/光模式及媒体等,所有这些变型在指定数据通信设备(DCE)下分组。
2.3.5 DTE-DCE接口和 MIS特定功能
PHL实体分为包含DIS的数据终端设备(DTE)组件和包含MDS及较低子层的数据通信设备(DCE)组件。DTE-DCE接口连接这两个物理组件,且其自身包含在MIS中。
根据工业实践,定义了许多不同的DTE-DCE接口。
对于DTE-DCE接口或任何其他接口,不强制显露这些接口。
对于类型3同步传输模式、类型1和类型7,DTE-DCE接口是支持一组服务的功能性和电气接口,不是机械接口。这些服务中的每个服务通过在接口上已定义的信号交互序列实现。
2.3.6 媒体相关子层 (MDS)
媒体相关子层(MDS)是数据通信设备(DCE)的一部分。它规定了MDS通过DTE-DCE接口交换信息,MDS-MAU接口规定了MDS通过MDS-MAU接口传输已编码的Ph符号。MDS的功能包括分别为发送和接收进行逻辑编码和解码、增加/删除前同步码和定界符以及定时和同步功能。
2.3.7 MDS-MAU接口
媒体附属单元(MAU)是通信部件的一个可选独立部分,可直接或通过无源器件连接到媒体。对于电信号来说,MAU是为发送和接收信号提供了电平变换和波形整形的收发器。MDS-MAU接口将MAU连接到MDS。服务被定义为实现该接口的物理信号。
2.3.8 媒体附属单元:电气媒体
MAU规范描述了一个通过符合ANSITIA/EIA-644-A的线对进行的对称传输线单向传输。在线缆接收端末端放置一个终端电阻(推荐值为100Ω),能使PHL支持更高速的传输。该线对最长不超过20m。除了被称作100BASE-TX和100BASE-FX的ISO/IEC8802-3技术,此规范也补充提供了这种传输方法,其主要目的是连接控制柜内的设备。因此,它采用一个公共的信号地。
曼彻斯特比特编码与ANSITIA/EIA-644-A信号发送相结合,其目标是降低线耦合器的成本。
该拓扑结构支持含一个发送方和一个接收方的单一线对。一个连接由正好连接2个DTE的2个线对组成。