5.4.1.5.11.4 Связь FlatStream

Рисунок 43: Три типа связи

FlatStream расширяет возможности синхронных и асинхронных запросов данных. В связи FlatStream модуль выступает в роли моста. Он используется для передачи запросов от контроллера непосредственно на полевое устройство.

Модули мобильной системы X90

Сообщение, сегмент, последовательность, максимальный блок передачи данных (MTU)

Физические свойства полевой шины ограничивают объем данных, который может быть передан за один цикл шины. В связи FlatStream все сообщения рассматриваются как часть непрерывного потока данных. Длинные потоки данных должны быть разделены на несколько фрагментов, которые отсылаются один за другим. Чтобы понять, как приемник собирает эти фрагменты вместе для получения исходных данных, важно понимать разницу между сообщением, сегментом, последовательностью и максимальным блоком передачи данных (MTU).

Сообщение

Сообщение обозначает информацию, которой обмениваются две станции-партнера. Метод связи FlatStream не ограничивает длину сообщений. Тем не менее необходимо учитывать собственные ограничения модулей.

Сегмент (логическая часть сообщения):

Сегмент имеет конечный размер и может рассматриваться как раздел сообщения. Число сегментов в сообщении является произвольным. Для того чтобы получатель мог правильно собрать переданные сегменты, каждому сегменту предшествует байт с дополнительной информацией. Этот контрольный байт содержит такую информацию, как длина сегмента и признак конца сообщения. Это позволяет принимающей станции правильно интерпретировать входящий поток данных.

Последовательность (физическая организация сегментов):

Максимальный размер последовательности соответствует количеству допустимых байтов Rx или Tx (далее

– MTU). Передающая станция разбивает массив передачи на допустимые последовательности. Затем эти последовательности одна за другой вписываются в MTU и передаются на принимающую станцию, где они снова собираются вместе. Приемник сохраняет входящие последовательности в массив приема, получая образ потока данных.

В FlatStream подсчитывается число отправленных последовательностей. Успешно переданные последовательности должны быть квитированы принимающей станцией, чтобы обеспечить целостность передачи данных.

MTU (максимальный блок передачи данных) — физическая передача:

MTU зависит от числа активных регистров USINT, используемых при передаче Flatstream. Эти регистры могут принимать по меньшей мере одну последовательность и передавать ее на принимающую станцию. Для каждого направления связи определяется отдельный размер MTU. OutputMTU определяет число Txбайтов FlatStream, а InputMTU указывает количество Rx-байтов FlatStream. MTU циклически передаются по шине X2X. Каждый дополнительный активный регистр USINT увеличивает нагрузку на шину.

Свойства

Сообщения FlatStream не передаются циклически или в режиме реального времени. Для передачи отдельно взятого сообщения может потребоваться много циклов шины. Хотя передатчик и приемник циклически обмениваются регистрами Rx и Tx, для их дальнейшей обработки необходимо явное подтверждение по-

средством регистра InputSequence или OutputSequence.

Поведение в случае ошибки (краткий обзор)

Протокол для шин X2X и POWERLINK указывает, что при возникновении помехи должны сохраняться последние корректные значения. Обычно при традиционной связи (синхронные/асинхронные запросы данных) этот тип ошибки можно игнорировать.

Для обеспечения безошибочной связи с использованием FlatStream все последовательности, выданные приемником, должны быть квитированы. Если не используется ускоренная отправка данных, то последующая связь задерживается на время, пока помеха активна.

Если используется ускоренная отправка данных, принимающая станция принимает счетчик передачи данных, значение которого дважды увеличивается на единицу. Приемник останавливается, т. е. он больше не возвращает никакие подтверждения. Передающая станция использует SequenceAck, чтобы определить, что передача данных была ошибочной и все затронутые последовательности необходимо повторить.

Модули мобильной системы X90

Принцип FlatStream

Требование

Перед использованием FlatStream соответствующее направление связи должно быть синхронизировано, т. е. оба партнера по связи должны циклически опрашивать счетчик последовательностей друг друга. Это позволяет увидеть, имеются ли новые данные, которые должны быть приняты.

Связь

Если партнер по связи хочет передать сообщение на партнерскую станцию, сначала необходимо создать массив передачи, соответствующий правилам FlatStream. Это позволяет очень эффективно организовать данные FlatStream без необходимости блокировать другие важные ресурсы.

Процедура

Сначала сообщение разбивается на допустимые сегменты длиной до 63 байтов, и создаются соответствующие управляющие байты. Управляющие байты добавляются к соответствующим сегментам, и формируется поток данных. Этот поток данных можно записать в массив передачи. Максимальный размер каждого элемента массива соответствует размеру допустимого MTU, так что один элемент соответствует одной последовательности.

Когда массив полностью создан, передатчик проверяет, разрешена ли перезапись MTU. Затем он копирует первый элемент массива или первую последовательность в байтовые регистры Tx. MTU передается на принимающую станцию по шине X2X и сохраняется в соответствующих байтовых регистрах Rx. Чтобы сигнализировать, что данные должны быть приняты приемником, передатчик увеличивает значение счетчика

SequenceCounter.

Если направление связи синхронизировано, партнерская станция обнаруживает прирост значения SequenceCounter. Текущая последовательность добавляется в массив приема и квитируется с помощью SequenceAck. Это квитирование сигнализирует передатчику, что MTU можно перезаписать.

Если передача данных успешна, данные в массиве приема будут полностью соответствовать данным в массиве передачи. В ходе передачи данных принимающая станция должна обнаруживать и обрабатывать входящие управляющие байты. Для каждого сообщения должен создаваться отдельный массив приема. Это позволяет приемнику немедленно начать дальнейшую обработку сообщений, как только они будут полностью переданы.