CN106656702A - 智能冗余串行总线的时序控制方法 - Google Patents

智能冗余串行总线的时序控制方法 Download PDF

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Abstract

一种应用于智能冗余总线的时序控制方法，其中，主站通过同步帧的第0～3字节向所有从站发送同步序列，所有从站通过该序列确定当前的起始位置、帧号并调整内部时钟，保持与主站时钟一致；第一从站，通过同步帧的第4、5字节，向主站发送心跳数据，主站通过检测该数据序列以及误包率，确认从站的线路传输状态以及传输路径时延，并据此设定两者间交互的方法；主站，通过同步帧第18字节，设定第一从站的传输协议方式；主站，通过同步帧第19字节，再次传输一个字节的同步码序列给第一从站，从而让第一从站准确定时，并确定数据接收起始时刻；主站和第一从站之间根据上述的设定，通过普通数据帧，传输数据。

Description

智能冗余串行总线的时序控制方法
技术领域
本发明涉及一种时序控制方法，尤其是涉及应用于智能冗余总线的时序控制方法。
背景技术
传统的控制系统主要通过单总线传输，往往因为单一总线的故障而影响整个系统的正常工作。这在某些对稳定性和可靠性有特殊要求的应用场合是不可接受的。
为了克服单一总线系统所固有的可靠性低的缺点，提出了一种智能冗余总线。该方案在现有的I2C单一总线的基础上，对其通信协议、传输链路、接口节点以及信号隔离等方面的冗余技术进行全面的分析和技术改造，使其可靠性和冗余性得到很大的提高。
冗余总线包含两套I2C串行总线接口，通过冗余设计以及冗余协议，达到高可靠性的目的。
智能冗余总线属于同步总线，通过严格的时序保证，保证传输的稳定可靠。现有技术中缺乏这样的方案。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种应用于智能冗余总线的时序控制方法，其中，智能冗余总线的整体帧结构包括了：帧号为0的帧，为系统同步帧，所有从站将根据该系统同步帧，获取定时信息，与主站进行链路交互、状态检查，通过该系统同步帧，确知从站的工作状态，线路通断情况，并据此给出交互的机制；帧号从1到99的帧，为普通数据帧，每帧持续时间为1毫秒(ms)，总计125个字节(Byte)；所述同步帧包括：该帧0～3字节(Byte)组成同步序列，所有从站通过该序列确定当前的起始位置、帧号并调整内部时钟，保持与主站时钟一致；该帧的4、5字节(Byte)，由从站1向主站发送心跳数据，主站通过检测该数据序列以及误包率，确认从站的线路传输状态以及传输路径时延，并据此设定两者间交互的方法；该帧的6与7字节(Byte)、8与9字节(Byte)、10与11字节(Byte)、12与13字节(Byte)、14与15字节(Byte)、16与17字节(Byte)分别由从站2、3、4、5、6、7发送；该帧的第18字节(Byte)将设定从站1的传输协议方式，从站可以从接收的数据，确认接收方式；同时，主站在19～24字节(Byte)依次设置从站2～7的确认接收方式；该帧的第19字节(Byte)，将再次传输一个字节(Byte)的同步码序列，从而让从站准确定时，并确定数据接收起始时刻；该帧的26～27字节(Byte)，将接收从站的中断响应，包括对主站设定接收出错，各种从站异常，均可在规定的时刻进行反馈；该帧的28～30字节(Byte)，将向各个从站发送命令控制块；步骤1：主站通过同步帧的第0～3字节(Byte)向所有从站发送同步序列，所有从站通过该序列确定当前的起始位置、帧号并调整内部时钟，保持与主站时钟一致；步骤2：第一从站，通过同步帧的第4、5字节(Byte)，向主站发送心跳数据，主站通过检测该数据序列以及误包率，确认从站的线路传输状态以及传输路径时延，并据此设定两者间交互的方法；步骤3：主站，通过同步帧第18字节(Byte)，设定第一从站的传输协议方式；步骤4：主站，通过同步帧第19字节(Byte)，再次传输一个字节(Byte)的同步码序列给第一从站，从而让第一从站准确定时，并确定数据接收起始时刻；步骤5：主站和第一从站之间根据步骤1-4的设定，通过普通数据帧，传输数据。
优选的，该方法还包括：步骤6：除了第一从站以外的其它从站，通过该同步帧的第6-17字节(Byte)，向主站发送心跳数据，主站通过检测该数据序列以及误包率，确认所述其它从站的线路传输状态以及传输路径时延，并据此设定两者间交互的方法。
优选的，该方法还包括：步骤7：主站在该同步帧的第19～24字节(Byte)依次设置所述的其它从站的确认接收方式。
本发明还提出了一种应用于智能冗余总线的时序控制系统，其中，智能冗余总线的整体帧结构包括了：帧号为0的帧，为系统同步帧，所有从站将根据该系统同步帧，获取定时信息，与主站进行链路交互、状态检查，通过该系统同步帧，确知从站的工作状态，线路通断情况，并据此给出交互的机制；帧号从1到99的帧，为普通数据帧，每帧持续时间为1毫秒(ms)，总计125个字节(Byte)；所述同步帧包括：该帧0～3字节(Byte)组成同步序列，所有从站通过该序列确定当前的起始位置、帧号并调整内部时钟，保持与主站时钟一致；该帧的4、5字节(Byte)，由从站1向主站发送心跳数据，主站通过检测该数据序列以及误包率，确认从站的线路传输状态以及传输路径时延，并据此设定两者间交互的方法；该帧的6与7字节(Byte)、8与9字节(Byte)、10与11字节(Byte)、12与13字节(Byte)、14与15字节(Byte)、16与17字节(Byte)分别由从站2、3、4、5、6、7发送；该帧的第18字节(Byte)将设定从站1的传输协议方式，从站可以从接收的数据，确认接收方式；同时，主站在19～24字节(Byte)依次设置从站2～7的确认接收方式；该帧的第19字节(Byte)，将再次传输一个字节(Byte)的同步码序列，从而让从站准确定时，并确定数据接收起始时刻；该帧的26～27字节(Byte)，将接收从站的中断响应，包括对主站设定接收出错，各种从站异常，均可在规定的时刻进行反馈；该帧的28～30字节(Byte)，将向各个从站发送命令控制块；装置1，用于主站通过同步帧的第0～3字节(Byte)向所有从站发送同步序列，所有从站通过该序列确定当前的起始位置、帧号并调整内部时钟，保持与主站时钟一致；装置2，用于第一从站，通过同步帧的第4、5字节(Byte)，向主站发送心跳数据，主站通过检测该数据序列以及误包率，确认从站的线路传输状态以及传输路径时延，并据此设定两者间交互的方法；装置3，用于主站，通过同步帧第18字节(Byte)，设定第一从站的传输协议方式；装置4，用于主站，通过同步帧第19字节(Byte)，再次传输一个字节(Byte)的同步码序列给第一从站，从而让第一从站准确定时，并确定数据接收起始时刻；装置5，用于主站和第一从站之间根据步骤1-4的设定，通过普通数据帧，传输数据。
优选的，该系统，包括：装置6，用于除了第一从站以外的其它从站，通过该同步帧的第6-17字节(Byte)，向主站发送心跳数据，主站通过检测该数据序列以及误包率，确认所述其它从站的线路传输状态以及传输路径时延，并据此设定两者间交互的方法。
优选的，该系统，包括：装置7，用于主站在该同步帧的第19～24字节(Byte)依次设置所述的其它从站的确认接收方式。
本发明还提出了一种计算机程序，用于执行如权利要求1-3所述的任意一个方法。
本发明还提出了一种计算机系统，包括中央处理器，和存储器，中央处理器执行存储器上的指令来实现如权利要求1-3所述的任意一个方法。
通过本发明为智能冗余总线设置的时序方法和系统，能很好的实现主站和从站之间的协同工作。
附图描述
图1是主站控制模式图；
图2是主站数据模式图；
图3是从站数据传输模式图；
图4是整体帧结构图；
图5是同步帧结构图；
图6是普通数据帧结构图；
图7和图8是普通控制帧结构图；
图9是专用控制帧结构图；
图10是专用数据帧结构图；
图11是专用控制与数据混合帧
图12是中断帧结构图；
图13和图14是传输帧BIT结构图；
图15是从站点心跳检测字结构图；
图16是从站状态指示字结构图；
图17是专用信道的主从响应与应答格式结构图；
图18是根据本发明实施例的一种应用于智能冗余总线的时序控制方法的流程图；
图19是根据本发明实施例的一种应用于智能冗余总线的时序控制系统的框图。
具体实施例
冗余I2C协议总线信号类型包括两类：
(1)SCL信号，提供控制时钟功能，在冗余总线中，通常由主设备提供驱动，从站接收该信号；仅当从站需要进行状态反馈或者请求中断时，驱动该信号。该信号包括首要信号与备份信号，分别定义为SCL_P/SCL_S。
(2)SDA信号，提供数据传输功能，在冗余总线中为双向信号，支持数据在主设备与从站间双向传输。该信号包括首要信号与备份信号，分别定义为SDA_P/SDA_S。
总线信号工作模式：
智能冗余总线支持2种工作模式：1、冗余备份传输模式。2、单信号传输模式。
冗余备份传输模式：该模式下首要信号与备份信号同时工作。首要信号与备份信号传输相同的信号。当两者传输信号内容完全一致时，认为信号传输正常，保证可靠性，当信号传输出现错误时，采用大数一致判决方法，决定传输内容。
单信号传输模式：该模式下，只有首要信号或者备份信号工作。由主站决定那个信号进行工作。
在总线上传输的数据字，总是每个字的最高有效位在先，按数值递减的次序跟着较低有效位。确定一个数值所需位的个数应符合所要求的分辨率或精度。如果在总线上发送的信息其精度或分辨率超过16位，也应先发送最高有效位。超过16位的那些位再按数据递减的次序组成第二个字发送。允许将多个参数信息的位合并成一个数据字。
智能总线的基本传输速率为1Mbit/s，等效于1us传输1个bit。每次基本传输长度必须是8位长度(放到SDA上的每个字节)的整数倍。用来发送编码数据用来发送编码数据的各个内部时钟的长期稳定性为±0.1％(即±1000Hz)。短期稳定性(即在1.0s间隔内的稳定性)优于0.01％(即100Hz绝对值)。
智能总线的数据和地址字节的MSB位总是被最先发送的。总线上传输的数字数据符合标准定义的消息和字的格式。字中任何不适用的位按逻辑0传输。
当主站传输命令时，数据与时钟(SCL与SDA)同时变化。而进行数据传输时，数据相对时钟提前半个bit发生变化(即SDA稳定时后，SCL下降沿发生变化)。具体时序方式如图1所示。
这种模式下SCL与SDA，同时变化(上升沿与下降沿对齐)，防止由于冗余总线线路出现故障后，总线不能接收到相关状态线，或者相关状态线附着在某一状态引入的问题。
主站数据模式如图2所示。
而在数据传输模式下，在SCL上升沿，SDA数据稳定给出。从站的传输模式如图3所示。
从站在进行数据传输时，仅提供SDA数据驱动，在主站读取从站数据与状态时，从站与主站驱动SCL之间的关系如上图所示。当从站进行状态反馈以及终端驱动时，将同时驱动SCL与SDA数据线，两者传输相同数据信息。
智能冗余总线属于同步总线，通过严格的时序保证，保证传输的稳定可靠。智能总线最小基本定时单位为1us，即1us传输1bit，每1000个bit传输时间组成一个基本帧，持续时间为1ms。每100个基本帧周期，构成一个复帧周期，累计持续传输时间100ms，帧编号从0到99依次计数。智能总线的整体帧结构图如图4所示：
帧号为0的帧，为系统同步帧，所有从站将根据该帧，获取定时信息，与主站进行链路交互、状态检查，通过该帧，能够确知从站的工作状态，线路通断情况，并据此给出交互的机制。
帧号从1到99的帧，则为普通数据帧，每帧持续时间为1ms，总计125个Byte传输。该帧的传输内容支持多个从站共享传输或单独从站共享方式两种情况。
另外，每帧支持从机发送中断请求，即每1ms，从机具备一次中断上报能力。主站除正常按帧格式发送数据外，存在中断数据发送的情况。这种情况下，主站将打断正常传输，发送中断信息头，并发送对应的命令控制帧格式，各个从机需要实时判断中断情况，接收对应控制命令。
表2-2帧类别说明表
同步帧的格式如图5所示：
该帧0～3Byte组成同步序列，所有从站通过该序列确定当前的起始位置、帧号并调整内部时钟，保持与主站时钟一致。
该帧的4、5Byte，由从站1向主站发送心跳数据，主站通过检测该数据序列以及误包率，确认从机的线路传输状态以及传输路径时延，并据此设定两者间交互的方法。此时，从站将驱动SCL与SDA数据，SCL与SDA传输的内容完全一致。
该帧的6与7Byte、8与9Byte、10与11Byte、12与13Byte、14与15Byte、16与17Byte分别由从站2、3、4、5、6、7发送。主站检测信号状态，确认如何设定传输模式。
该帧的第18Byte将设定从站1的传输协议方式，从站可以从接收的数据，确认接收方式。同时，主站在19～24Byte依次设置从站2～7的确认接收方式。
该帧的第19Byte，将再次传输一个Byte的同步码序列，从而让从站准确定时，并确定数据接收起始时刻。
该帧的26～27Byte，将接收从机的中断响应，包括对主站设定接收出错，各种从站异常，均可在规定的时刻进行反馈。
该帧的28～30Byte，将向各个从机发送命令控制块。
该帧从第25Byte开始与普通帧设置完全一致。
普通数据帧包含：(1)普通数据帧；(2)普通控制帧；(3)专用数据帧；(4)专用控制帧；(5)专用数据控制混合帧。具体设计如下：
普通数据帧
普通数据帧按照如下格式能够在一个帧内，对每个从站进行数据传输，具体格式如图6所示：
该帧通过对起始Byte(第0个字节)进行识别。当确认本帧为普通数据帧后，第1Byte与第2Byte将接收各个从站的中断响应。
主站将在第3Byte进行状态指示，每个Bit位表征一个从站是否存在数据传输状态，Bit0保留，缺省设为0(目前拟设定为全站广播传输数据，各个从站均需接收)
如果广播Bit设置为1，则第4Byte将设置广播长度与广播方向，最大长度可以设置为127Byte(但实际不应该大于当前可用剩余的空闲Bit数目)。
如果第3Byte的Bit1设置为1，则第5Byte将指示从站1的传输长度与传输方向，如果该Bit1设置为0，则依次顺延，查询Bit2是否为1，此时如果为1，则表明从站2有数据传输，将在广播长度指示与从站1指示完毕后，占据其后的Byte进行表示。例如，第3Byte的Bit0、1、2均为1，则从站2，将在第6Byte指示其长度与方向；如果Bit0、1均为0，而Bit2为1，则从站2，将在第4Byte指示其传输长度与方向。
广播长度的指示位置：第4Byte，如果Bit0指示为1，否则没有广播。
每个从站数据的指示位置：
4+sum(Bit[i])，其中i＜当前从站编号。
当所有从站传输长度指示完毕后，主站将发送主站数据命令结束指令，该指令出现位置最晚位于第12字节。该数据指示命令包含4Bit的固定位指示，以及前面传输命令的CRC-4校验。各个从站通过确认该信号以及CRC-4，明确接收命令的正确性，保证后续数据传输正常(通过ACK应答响应帧指出)。
当控制命令结束后，将启动广播发送(如果存在)，广播发送完毕后，将传送CRC-8校验数据。各个从站将根据CRC-8状态，确认传输数据的正确性。
在广播数据传输完毕后，将按照顺序依次传输各个从站的数据。
从站N将根据传输指示位置，确认应当开始传输的时刻，其起始时刻的计算公式如下：
确认控制字结束时刻：
End_CMD：＝4+sum(Byte3_Bit(i))i＝0...7
确认传输长度(根据)
Length(从站)＝content(4+sum(Bit[i]))&0x7F 其中i＜当前从站编号
Length(广播)＝content(4)如果Byte3_Bit(0)＝1；否则不存在
广播信道起始位置：
Broadcast_start＝End_CMD+1；
广播信道结束位置：
Broadcast_end＝End_CMD+BroadCast_Length+1；(广播存在)
Broadcast_end＝End_CMD；(广播不存在)
从站1响应位置：
Station_ACK(1)＝End_CMD+BroadCast_Length+2；(广播存在)
Station_ACK(1)＝End_CMD+1；(广播不存在)
从站1起始位置：
Station_start(1)＝End_CMD+BroadCast_Length+3；(广播存在)
Station_start(1)＝End_CMD+2；(广播不存在)
从站1结束位置：
Station_end(1)＝Station_ACK(1)+Station_length(1)+1；(Station1存在传输)
Station_end(1)＝Station_ACK(1)-1；(Station1不存在传输)
从站N响应位置：
Station_ACK(N)＝Station_end(N-1)+1；
从站N起始位置：
Station_start(N)＝Station_ACK(N)+1；
从站N结束位置：
Station_end(N)＝Station_ACK(N)+Station_length(N)+1；(stationN存在传输)
Station_end(N)＝Station_ACK(N)-1；(stationN不存在传输)
普通控制帧
智能总线的普通控制采用标准的轮询控制结构，依次对每个从站进行状态指示与控制。当一轮控制与指示完毕后，将开始下一轮控制指示，直到所有控制状态命令传输完毕。当本帧的控制任务结束后，将启动普通的数据传输方式，传输格式与普通数据帧完全一致(从站的中断请求始终位于本帧的第1与第2Byte，后续帧类似)。该帧的设计格式如图7和图8所示。
该帧第0Byte将指示本帧为通用控制帧，从站通过识别该帧格式，明确传输帧内容。
该帧第1、2Byte设计为从站中断请求区，从站的中断响应均从该时间段内发出，每个从站占用2个Bit。任意一种帧格式，均在相同位置包含2Byte的从站中断请求。
该帧第3Byte为主站控制状态字。Bit0默认保留(当前设计为控制命令广播)，Bit1～7分别对应从站1～从站7是否存在控制命令。当控制命令存在时，将在指定的时刻接收控制命令，并做出对应的响应。
当广播控制命令存在时，将使用Byte4、Byte5，作为广播消息内容。当不存在时，Byte4、Byte5将作为从站使用的控制命令。任意一个从站收到控制命令后，将在后续一个Byte做出响应应答。
从站命令的位置：
Station_CMD_START(i)＝6+sum(bit(n))*3 n∈[1～i-1]广播消息存在
＝4+sum(bit(n))*3 n∈[1～i-1]广播消息不存在
每个控制命令持续2个Byte，从站随后发送1个Byte的响应命令。
当一个完整的控制周期发送完毕后，主控将发送下一轮控制命令，直到本帧内不再需要发送控制命令。当控制命令发送完毕后，将发送主站控制命令结束帧，主站控制命令结束。随后发送总线空闲帧或者发送普通数据传输指令，该传输指令与普通数据传输帧的格式完全一致。
专用控制帧
专用控制帧的主要目的是保证在一个传输周期内，对某个从站进行专属控制，保证不受其它从站的干扰，提高控制效率。具体帧结构图如图9所示。
该帧起始Byte(Byte0)将指示本帧为专有控制帧。
Byte1与Byte2为从站中断请求帧，该帧的传输机制与其它帧完全一致。
Byte3将指示从站号(前4个Bit)，并等待从站响应应答(后4Bit)。当主站获得从站响应后，将启动后续控制命令。
专用控制命令格式与普通控制帧的格式完全一致，均有3个Byte组成，前2个Byte有主站发送命令，后1个Byte由从站发送控制命令响应。
专用控制帧将依次发送多个控制命令序列，直到所有控制序列结束。当命令发送完毕后，将发送主站传输空闲指令，直到本帧传输结束。
专用数据帧
专用数据帧的主要目的是保证在一个传输周期内，对某个从站进行专属数据传输，保证不受其它从站的干扰，提高控制效率。具体帧结构图如图10所示。
该帧起始Byte(Byte0)将指示本帧为专有数据帧。
Byte1与Byte2为从站中断请求帧，该帧的传输机制与其它帧完全一致。
Byte3将指示从站号(前4个Bit)，并等待从站响应应答(后4Bit)。当主站获得从站响应后，将启动后续控制命令。
专用数据传输命令格式与普通控制帧的格式完全一致，均有传输长度与方向指示(1Byte)，主从数据传输块，1个Byte CRC-8校验组成。
当数据传输完毕后，将进入主站传输空闲指示状态。
专用控制与数据混合帧
专用数据帧的主要目的是保证在一个传输周期内，对某个从站进行专属控制，并利用剩余的传输时间对另外一个从站(也可以是本从站)进行数据传输，提高控制效率。该帧是专用控制信道与专用数据信道的结合体，具体帧结构图如图11所示。
该帧起始Byte(Byte0)将指示本帧为专有控制与数据混合帧。
Byte1与Byte2为从站中断请求帧，该帧的传输机制与其它帧完全一致。
Byte3将指示从站号(前4个Bit)，并等待从站响应应答(后4Bit)。当主站获得从站响应后，将启动后续控制命令。
后续控制命令与专有控制信道的控制格式完全一致。当主站控制命令结束指示后，将传输一个主站数据同步序列，表示专有数据序列传输开始。
专有数据同步序列传输完毕后，将通过1个Byte完成主站与从站的信号交互应答，并启动数据块传输过程。
专用数据传输命令格式与普通控制帧的格式完全一致，均有传输长度与方向指示(1Byte)，主从数据传输块，1个Byte CRC-8校验组成。
当数据传输完毕后，将进入主站传输空闲指示状态。
主站中断帧格式详细设计
该帧主要为提高总线响应速度而设计，能够在任意位置发起(同步帧的帧头部分除外)，从而打断当前的传输。从站需要一直检测该序列，保证传输的可靠性。中断帧格式如图12所示。
该帧由9个Byte的特殊序列作为头，从站检测该序列后，进入中断响应模式。此时主站将呼叫控制的从站，并等待应答；主站取得应答响应后，将发送从站控制命令，并等待控制命令响应，后续将持续按照该模式完成控制命令。当主站完成中断控制后，将发送主站传输空闲指示。当打断的一帧结束后，整个系统传输回复正常。
传输帧BIT结构详细设计
帧头控制命令格式如图13和图14所示。
各个从站通过识别SCL与SDA的状态变化，即可明确当前帧的格式以及需要传输的内容。
帧内部字段格式：
从站点心跳检测字
格式如图15所示，总计16bit，其中Bit1保留作为保护bit，主站实际检测后续Bit2到Bit16，共计15bit。SCL与SDA传输内容一致，由从站驱动，主站检测接收。
从站状态指示字
格式如图16所示，总计8bit，其中Bit1保留，现用作广播指示
专用信道的主从响应与应答格式
如图17所示，该数据格式的前3bit，由主站驱动，SCL与SDA发送相同数据，由发送3BIT拼接的二进制数据(Bit1为MSB)指示内容确认站址编号从1到7。保留位，目前由主站驱动，发送1MCLK。Bit5到Bit8由点到的从站驱动，SCL与SDA完全相同，发送内容则为从站响应应答以及当前站址编号。
实施例1
一种应用于智能冗余总线的时序控制方法，其中，智能冗余总线的整体帧结构包括了：帧号为0的帧，为系统同步帧，所有从站将根据该系统同步帧，获取定时信息，与主站进行链路交互、状态检查，通过该系统同步帧，确知从站的工作状态，线路通断情况，并据此给出交互的机制；帧号从1到99的帧，为普通数据帧，每帧持续时间为1毫秒(ms)，总计125个字节(Byte)；所述同步帧包括：该帧0～3字节(Byte)组成同步序列，所有从站通过该序列确定当前的起始位置、帧号并调整内部时钟，保持与主站时钟一致；该帧的4、5字节(Byte)，由从站1向主站发送心跳数据，主站通过检测该数据序列以及误包率，确认从站的线路传输状态以及传输路径时延，并据此设定两者间交互的方法；该帧的6与7字节(Byte)、8与9字节(Byte)、10与11字节(Byte)、12与13字节(Byte)、14与15字节(Byte)、16与17字节(Byte)分别由从站2、3、4、5、6、7发送；该帧的第18字节(Byte)将设定从站1的传输协议方式，从站可以从接收的数据，确认接收方式；同时，主站在19～24字节(Byte)依次设置从站2～7的确认接收方式；该帧的第19字节(Byte)，将再次传输一个字节(Byte)的同步码序列，从而让从站准确定时，并确定数据接收起始时刻；该帧的26～27字节(Byte)，将接收从站的中断响应，包括对主站设定接收出错，各种从站异常，均可在规定的时刻进行反馈；该帧的28～30字节(Byte)，将向各个从站发送命令控制块；步骤1：主站通过同步帧的第0～3字节(Byte)向所有从站发送同步序列，所有从站通过该序列确定当前的起始位置、帧号并调整内部时钟，保持与主站时钟一致；步骤2：第一从站，通过同步帧的第4、5字节(Byte)，向主站发送心跳数据，主站通过检测该数据序列以及误包率，确认从站的线路传输状态以及传输路径时延，并据此设定两者间交互的方法；步骤3：主站，通过同步帧第18字节(Byte)，设定第一从站的传输协议方式；步骤4：主站，通过同步帧第19字节(Byte)，再次传输一个字节(Byte)的同步码序列给第一从站，从而让第一从站准确定时，并确定数据接收起始时刻；步骤5：主站和第一从站之间根据步骤1-4的设定，通过普通数据帧，传输数据。
优选的，该方法还包括：步骤6：除了第一从站以外的其它从站，通过该同步帧的第6-17字节(Byte)，向主站发送心跳数据，主站通过检测该数据序列以及误包率，确认所述其它从站的线路传输状态以及传输路径时延，并据此设定两者间交互的方法。
优选的，该方法还包括：步骤7：主站在该同步帧的第19～24字节(Byte)依次设置所述的其它从站的确认接收方式。
实施例2
一种应用于智能冗余总线的时序控制系统，其中，智能冗余总线的整体帧结构包括了：帧号为0的帧，为系统同步帧，所有从站将根据该系统同步帧，获取定时信息，与主站进行链路交互、状态检查，通过该系统同步帧，确知从站的工作状态，线路通断情况，并据此给出交互的机制；帧号从1到99的帧，为普通数据帧，每帧持续时间为1毫秒(ms)，总计125个字节(Byte)；所述同步帧包括：该帧0～3字节(Byte)组成同步序列，所有从站通过该序列确定当前的起始位置、帧号并调整内部时钟，保持与主站时钟一致；该帧的4、5字节(Byte)，由从站1向主站发送心跳数据，主站通过检测该数据序列以及误包率，确认从站的线路传输状态以及传输路径时延，并据此设定两者间交互的方法；该帧的6与7字节(Byte)、8与9字节(Byte)、10与11字节(Byte)、12与13字节(Byte)、14与15字节(Byte)、16与17字节(Byte)分别由从站2、3、4、5、6、7发送；该帧的第18字节(Byte)将设定从站1的传输协议方式，从站可以从接收的数据，确认接收方式；同时，主站在19～24字节(Byte)依次设置从站2～7的确认接收方式；该帧的第19字节(Byte)，将再次传输一个字节(Byte)的同步码序列，从而让从站准确定时，并确定数据接收起始时刻；该帧的26～27字节(Byte)，将接收从站的中断响应，包括对主站设定接收出错，各种从站异常，均可在规定的时刻进行反馈；该帧的28～30字节(Byte)，将向各个从站发送命令控制块；装置1，用于主站通过同步帧的第0～3字节(Byte)向所有从站发送同步序列，所有从站通过该序列确定当前的起始位置、帧号并调整内部时钟，保持与主站时钟一致；装置2，用于第一从站，通过同步帧的第4、5字节(Byte)，向主站发送心跳数据，主站通过检测该数据序列以及误包率，确认从站的线路传输状态以及传输路径时延，并据此设定两者间交互的方法；装置3，用于主站，通过同步帧第18字节(Byte)，设定第一从站的传输协议方式；装置4，用于主站，通过同步帧第19字节(Byte)，再次传输一个字节(Byte)的同步码序列给第一从站，从而让第一从站准确定时，并确定数据接收起始时刻；装置5，用于主站和第一从站之间根据步骤1-4的设定，通过普通数据帧，传输数据。
优选的，该系统，包括：装置6，用于除了第一从站以外的其它从站，通过该同步帧的第6-17字节(Byte)，向主站发送心跳数据，主站通过检测该数据序列以及误包率，确认所述其它从站的线路传输状态以及传输路径时延，并据此设定两者间交互的方法。
优选的，该系统，包括：装置7，用于主站在该同步帧的第19～24字节(Byte)依次设置所述的其它从站的确认接收方式。

Claims (8)

1.一种应用于智能冗余总线的时序控制方法，其中，
智能冗余总线的整体帧结构包括了：帧号为0的帧，为系统同步帧，所有从站将根据该系统同步帧，获取定时信息，与主站进行链路交互、状态检查，通过该系统同步帧，确知从站的工作状态，线路通断情况，并据此给出交互的机制；帧号从1到99的帧，为普通数据帧，每帧持续时间为1毫秒(ms)，总计125个字节(Byte)；
所述同步帧包括：该帧0～3字节(Byte)组成同步序列，所有从站通过该序列确定当前的起始位置、帧号并调整内部时钟，保持与主站时钟一致；该帧的4、5字节(Byte)，由从站1向主站发送心跳数据，主站通过检测该数据序列以及误包率，确认从站的线路传输状态以及传输路径时延，并据此设定两者间交互的方法；该帧的6与7字节(Byte)、8与9字节(Byte)、10与11字节(Byte)、12与13字节(Byte)、14与15字节(Byte)、16与17字节(Byte)分别由从站2、3、4、5、6、7发送；该帧的第18字节(Byte)将设定从站1的传输协议方式，从站可以从接收的数据，确认接收方式；同时，主站在19～24字节(Byte)依次设置从站2～7的确认接收方式；该帧的第19字节(Byte)，将再次传输一个字节(Byte)的同步码序列，从而让从站准确定时，并确定数据接收起始时刻；该帧的26～27字节(Byte)，将接收从站的中断响应，包括对主站设定接收出错，各种从站异常，均可在规定的时刻进行反馈；该帧的28～30字节(Byte)，将向各个从站发送命令控制块；
步骤1：主站通过同步帧的第0～3字节(Byte)向所有从站发送同步序列，所有从站通过该序列确定当前的起始位置、帧号并调整内部时钟，保持与主站时钟一致；
步骤2：第一从站，通过同步帧的第4、5字节(Byte)，向主站发送心跳数据，主站通过检测该数据序列以及误包率，确认从站的线路传输状态以及传输路径时延，并据此设定两者间交互的方法；
步骤3：主站，通过同步帧第18字节(Byte)，设定第一从站的传输协议方式；
步骤4：主站，通过同步帧第19字节(Byte)，再次传输一个字节(Byte)的同步码序列给第一从站，从而让第一从站准确定时，并确定数据接收起始时刻；
步骤5：主站和第一从站之间根据步骤1-4的设定，通过普通数据帧，传输数据。
2.如权利要求1所述的方法，包括：
步骤6：除了第一从站以外的其它从站，通过该同步帧的第6-17字节(Byte)，向主站发送心跳数据，主站通过检测该数据序列以及误包率，确认所述其它从站的线路传输状态以及传输路径时延，并据此设定两者间交互的方法。
3.如权利要求1所述的方法，包括：
步骤7：主站在该同步帧的第19～24字节(Byte)依次设置所述的其它从站的确认接收方式。
4.一种应用于智能冗余总线的时序控制系统，其中，
智能冗余总线的整体帧结构包括了：帧号为0的帧，为系统同步帧，所有从站将根据该系统同步帧，获取定时信息，与主站进行链路交互、状态检查，通过该系统同步帧，确知从站的工作状态，线路通断情况，并据此给出交互的机制；帧号从1到99的帧，为普通数据帧，每帧持续时间为1毫秒(ms)，总计125个字节(Byte)；
所述同步帧包括：该帧0～3字节(Byte)组成同步序列，所有从站通过该序列确定当前的起始位置、帧号并调整内部时钟，保持与主站时钟一致；该帧的4、5字节(Byte)，由从站1向主站发送心跳数据，主站通过检测该数据序列以及误包率，确认从站的线路传输状态以及传输路径时延，并据此设定两者间交互的方法；该帧的6与7字节(Byte)、8与9字节(Byte)、10与11字节(Byte)、12与13字节(Byte)、14与15字节(Byte)、16与17字节(Byte)分别由从站2、3、4、5、6、7发送；该帧的第18字节(Byte)将设定从站1的传输协议方式，从站可以从接收的数据，确认接收方式；同时，主站在19～24字节(Byte)依次设置从站2～7的确认接收方式；该帧的第19字节(Byte)，将再次传输一个字节(Byte)的同步码序列，从而让从站准确定时，并确定数据接收起始时刻；该帧的26～27字节(Byte)，将接收从站的中断响应，包括对主站设定接收出错，各种从站异常，均可在规定的时刻进行反馈；该帧的28～30字节(Byte)，将向各个从站发送命令控制块；
装置1，用于主站通过同步帧的第0～3字节(Byte)向所有从站发送同步序列，所有从站通过该序列确定当前的起始位置、帧号并调整内部时钟，保持与主站时钟一致；
装置2，用于第一从站，通过同步帧的第4、5字节(Byte)，向主站发送心跳数据，主站通过检测该数据序列以及误包率，确认从站的线路传输状态以及传输路径时延，并据此设定两者间交互的方法；
装置3，用于主站，通过同步帧第18字节(Byte)，设定第一从站的传输协议方式；
装置4，用于主站，通过同步帧第19字节(Byte)，再次传输一个字节(Byte)的同步码序列给第一从站，从而让第一从站准确定时，并确定数据接收起始时刻；
装置5，用于主站和第一从站之间根据步骤1-4的设定，通过普通数据帧，传输数据。
5.如权利要求4所述的系统，包括：
装置6，用于除了第一从站以外的其它从站，通过该同步帧的第6-17字节(Byte)，向主站发送心跳数据，主站通过检测该数据序列以及误包率，确认所述其它从站的线路传输状态以及传输路径时延，并据此设定两者间交互的方法。
6.如权利要求4所述的系统，包括：
装置7，用于主站在该同步帧的第19～24字节(Byte)依次设置所述的其它从站的确认接收方式。
7.一种计算机程序，用于执行如权利要求1-3所述的任意一个方法。
8.一种计算机系统，包括中央处理器，和存储器，中央处理器执行存储器上的指令来实现如权利要求1-3所述的任意一个方法。
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