CANOpen協(xié)議如何保證通訊不丟幀？

摘要：如何讓現(xiàn)場(chǎng)總線通訊更加穩(wěn)定可靠，不丟失，這向來都是工程師們難以解決的問題。本文將運(yùn)用國(guó)際規(guī)范的通訊協(xié)議來展示怎樣才能搭建好握手通訊。

服務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)象SDO（Service data object）
SDO主要用于CANopen主站對(duì)從節(jié)點(diǎn)的參數(shù)配置。服務(wù)確認(rèn)是SDO的最大的特點(diǎn)，為每個(gè)消息都生成一個(gè)應(yīng)答，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。如圖 1所示，這就像快遞，需要收方簽收后，給寄方發(fā)送一個(gè)已經(jīng)簽收的確認(rèn)才算完成一次投遞。

圖 1 SDO與快遞簽收

在一個(gè)CANopen系統(tǒng)中，通常CANopen從節(jié)點(diǎn)作為SDO服務(wù)器，CANopen主節(jié)點(diǎn)作為客戶端（稱為CS通訊）。SDO客戶端通過索引和子索引，能夠訪問SDO服務(wù)器上的對(duì)象字典。這樣CANopen主節(jié)點(diǎn)可以訪問從節(jié)點(diǎn)的任意對(duì)象字典項(xiàng)的參數(shù)，并且SDO也可以傳輸任何長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)（當(dāng)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度超過4個(gè)字節(jié)時(shí)就拆分成多個(gè)報(bào)文來傳輸）。

通訊原則（communication principle）
SDO的通訊原則非常單一，發(fā)送方（客戶端）發(fā)送CAN-ID為600h+Node-ID的報(bào)文，其中Node-ID為接收方（服務(wù)器）的節(jié)點(diǎn)地址，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度均為8字節(jié)；
接收方（服務(wù)器）成功接收后，回應(yīng)CAN-ID為580h+Node-ID的報(bào)文。這里的Node-ID依然是接收方（服務(wù)器）的節(jié)點(diǎn)地址，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度均為8字節(jié)。如圖 2所示。

圖 2 SDO通訊原則

快速SDO協(xié)議（Expedited SDO protocol）
最常用最常見的SDO協(xié)議是快速SDO，所謂快速，就是1次來回就搞定。前提是讀取和寫入的值不能大于32位。如圖 3所示，為快速SDO協(xié)議的示意圖。命令中直接包含了要讀寫的索引、子索引、數(shù)據(jù)?？芍^直接命中。

快速SDO的難點(diǎn)在于CS命令符的記憶，需要讀者收藏這個(gè)示意圖。

圖 3 快速SDO示意圖

通過快速SDO，可以直接對(duì)CANopen節(jié)點(diǎn)的對(duì)象字典中的值進(jìn)行讀取和修改，所以在做參數(shù)配置之外，也經(jīng)常作為關(guān)鍵性數(shù)據(jù)傳輸之用。比如CANopen控制機(jī)器人的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度時(shí)，就使用SDO來傳輸，保證可靠到達(dá)。

普通SDO協(xié)議（Normal SDO protocol）
當(dāng)需要傳輸?shù)闹党^32位時(shí)，就不能使用快速SDO傳輸。必須使用普通SDO進(jìn)行分幀傳輸。在應(yīng)用中較少用到，一般用于CANopen節(jié)點(diǎn)的程序固件升級(jí)，或者做網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換MVB總線之類數(shù)據(jù)最大可達(dá)256位的應(yīng)用。

普通SDO協(xié)議難點(diǎn)在于分包邏輯與CS命令符的變化。依然難以記憶，需要讀者將以下示意圖進(jìn)行收藏。

當(dāng)然普通SDO的CAN幀ID與快速SDO相同，依然發(fā)送方（客戶端）發(fā)送的報(bào)文CAN-ID為600h+Node-ID，接收方（服務(wù)器）成功接收后，回應(yīng)CAN-ID為580h+Node-ID的報(bào)文。

下載協(xié)議download protocol 如圖 4所示。

圖 4 普通SDO下載協(xié)議

上傳協(xié)議upload protocol 如圖 5所示。

圖 5 普通SDO上傳協(xié)議