CN116723249B - 定制化的epa设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种定制化的EPA设备。该EPA设备包括：EPA协议栈模块，EPA协议栈模块包括：工作状态控制模块，工作状态控制模块被配置为在EPA设备上电后，从外部控制设备接收EPA设备的组态配置参数；非周期数据调度模块，其被配置为从工作状态控制模块接收组态配置参数，并且基于组态配置参数与EPA设备所位于的EPA系统中的其他EPA设备竞争主时钟设备，以及在竞争完成后与其他EPA设备进行时钟同步；以及周期数据调度模块，其被配置为在时钟同步完成之后，在周期时间段期间向其他EPA设备发送周期报文以及从其他EPA设备接收周期报文。

Description

定制化的EPA设备

技术领域

本发明概括而言涉及工业自动化领域，更具体地，涉及一种可由用户定制的EPA设备。

背景技术

在工业自动化控制领域，工业以太网（Ethernet for Plant Automation，EPA）总线是一种广泛应用的现场总线，并在此基础上建立了应用于工业现场设备间通信的开放网络通信标准，即EPA标准。

随着EPA系统的应用范围的扩展，客户对于EPA设备出现了更加多样性的定制化需求以及更加灵活的交付形式要求，现有的固定形式的EPA设备已经不能满足这种需求，而为了每种需求单独设计和生产相应的EPA设备将是一件耗时和低效的工作。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了可由用户（客户）定制化的EPA设备，其通过将EPA协议栈IP化，并且根据用户的定制化需求裁剪EPA设备所需的各种功能或模块，来为用户提供多样性的符合用户需要的定制化的EPA设备。

根据本发明的一个方面，提供了一种定制化的EPA设备。该EPA设备包括：EPA协议栈模块，所述EPA协议栈模块包括：工作状态控制模块，所述工作状态控制模块被配置为在所述EPA设备上电后，从外部控制设备接收所述EPA设备的组态配置参数；非周期数据调度模块，其被配置为从所述工作状态控制模块接收所述组态配置参数，并且基于所述组态配置参数与所述EPA设备所位于的EPA系统中的其他EPA设备竞争主时钟设备，以及在竞争完成后与所述其他EPA设备进行时钟同步；以及周期数据调度模块，其被配置为在所述时钟同步完成之后，在周期时间段期间向所述其他EPA设备发送周期报文以及从所述其他EPA设备接收周期报文，其中所述非周期数据调度模块还被配置为基于接收的周期报文中的优先级信息确定所述EPA设备在非周期时间段的发送时间片，并且在所述非周期时间段的发送时间片期间向所述其他EPA设备发送非周期报文以及在所述非周期时间段期间接收来自所述其他EPA设备的非周期报文。

在一些实现中，所述EPA协议栈模块还包括：冗余过滤模块，其被配置为确定从所述其他EPA设备接收的数据是否存在冗余，并且在确定从所述其他EPA设备接收的数据存在冗余时，去除所述数据的冗余以仅将唯一数据发送给所述非周期数据调度模块作为所述非周期报文或者发送给所述周期数据调度模块作为所述周期报文。

在一些实现中，所述EPA协议栈模块还包括：数据发送选择模块，其被配置为在存在多种数据类型时，基于所述组态配置参数选择所述多种数据类型中的一种数据类型的数据发送给所述其他EPA设备。

在一些实现中，所述非周期数据调度模块包括：非周期调度管理模块，其被配置为汇总所述非周期数据调度模块的所有发送需求、优先级、非周期时间段的发送时间片，并且基于所述发送需求、优先级、非周期时间段的发送时间片来调度所述EPA设备的非周期报文的发送时间。

在一些实现中，所述非周期数据调度模块还包括：身份竞争模块，其被配置为基于所述组态配置参数与所述其他EPA设备竞争主时钟设备，并且在所述EPA设备竞争成为主时钟设备时向所述其他EPA设备发送声明设备身份为主时钟设备的报文；以及时钟同步模块，其被配置为在所述EPA设备竞争成为主时钟设备时向所述其他EPA设备发送同步请求报文并且从所述其他EPA设备接收同步响应报文，以及在所述EPA设备未能竞争成为主时钟设备时等待主时钟设备的同步请求报文并且向所述主时钟设备发送同步响应报文。

在一些实现中，所述EPA设备还包括：数据缓冲区模块，其被配置为缓存用户发送给所述EPA设备的用户数据以及要从所述EPA设备发送给用户的设备数据。

在一些实现中，所述EPA设备还包括：组态和寄存器管理模块，其被配置为从所述外部控制设备接收所述用户针对所述EPA设备的所述组态配置参数并将其发送给所述工作状态控制模块；EPA接口模块，其被配置为基于所述组态配置参数从所述数据缓冲区模块接收所述用户数据并且将所述用户数据发送给所述其他EPA设备，以及从所述其他EPA设备接收设备数据并且将所述设备数据发送给所述数据缓冲区模块；身份认证模块，其被配置为独立地对每个所述其他EPA设备和所述用户进行身份认证并且将认证结果保持在所述组态和寄存器管理模块中；以及EPA安全模块，其被配置为对所述EPA设备本身的安全性进行检测。

附图说明

通过参考下列附图所给出的本发明的具体实施方式的描述，将更好地理解本发明，并且本发明的其他目的、细节、特点和优点将变得更加显而易见。

图1示出了完整功能的示例性EPA设备的结构示意图。

图2示出了根据本发明一些实施例的定制化的EPA设备的示意图。

图3示出了根据本发明另一些实施例的定制化的EPA设备的示意图。

图4示出了根据本发明一些实施例的EPA协议栈模块的结构示意图。

图5示出了根据本发明的实施例的EPA设备进行数据传输的过程的示意性流程图。

图6示出了示例性的EPA系统的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在下文的描述中，出于说明各种发明的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种发明实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一些实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一些实施例”中的出现不一定全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

此外，说明书和权利要求中所用的第一、第二、第三等术语，仅仅出于描述清楚起见来区分各个对象，而并不限定其所描述的对象的大小或其他顺序等，除非另有说明。

如前所述，当前对于EPA设备出现了更加多样化的定制化需求和更加灵活的交付形式需求。为了满足该需求，本发明通过将EPA协议栈IP化，并且根据用户的定制化需求裁剪EPA设备所需的各种功能或模块，来为用户提供多样性的符合用户需要的定制化的EPA设备。更具体地，在一些情况下，例如自身开发能力比较薄弱而仅仅关注于EPA设备的使用的客户，可能希望能够为其提供完整功能的EPA设备。在另一些情况下，例如自身具有一定开发能力且硬件能力较强的客户，可能希望获取仅包含核心协议栈功能和数据缓存功能的软核方式的产品，而由其自己扩展相关的硬件功能以形成最终的EPA设备。在更进一步的情况下，客户可能仅希望外购作为最基本功能单元的核心协议栈的实现代码或硬件模块，由其自己基于该核心协议栈来完整开发其所需的EPA设备。

相应地，从提供商的角度，应当具有针对客户的各种不同需求为其提供不同类型的产品的能力。在这种情况下，如果提供商能够将核心的EPA协议栈IP化，在此基础上进行功能裁剪来作为提供的定制化产品将大大简化开发负担，从而降低定制化EPA设备的成本。注意，本文中，为了方便描述起见，可以将提供商提供的各种定制化产品或者客户在此基础上开发完成的产品都称之为EPA设备。

图1示出了完整功能的示例性EPA设备100的结构示意图。如图1中所示，EPA设备100可以包括EPA协议栈模块110、数据缓冲区模块120、组态和寄存器管理模块130、EPA接口模块140、身份认证模块150和用户接口模块160。这些模块是构建完整的EPA功能所需的模块，它们中的至少一部分（除了EPA协议栈模块110）是可裁剪的，既可以由EPA设备提供商提供，也可以由用户自己开发。

EPA协议栈模块110是构成一个EPA设备的核心模块，其是所有EPA设备的运行基础，用于运行EPA协议栈的全部功能，包括身份竞争、时钟同步、周期调度通信、非周期调度通信、网络管理维护等。EPA协议栈模块110的更具体的细节将在下面结合图4和图5进行描述。

数据缓冲模块120用于缓存用户（如图6所示的用户终端20）发送给EPA设备100的用户数据以及要从EPA设备100发送给用户的设备数据。在接收到用户数据但尚未到发送调度时间前，可以将用户数据写入该模块以进行缓存。从EPA系统的其他EPA设备接收到的、要发送给用户的设备数据在发送给用户前也缓存在该模块中。此外，如果用户有额外的过滤要求，也可以在该模块中配置和执行。

组态和寄存器管理模块130可以接收用户对EPA设备100的组态配置参数以作为EPA设备100的运行参数。该组态配置参数例如包括IP地址、发送偏移等，从而EPA设备100可以根据该组态配置参数与EPA系统中的其他EPA设备进行交互。如图1中所示，组态和寄存器管理模块130可以进一步包括组态管理模块132和寄存器管理模块134。组态管理模块132用于存放EPA设备100的组态配置参数，包括地址信息、时间信息、身份信息、链接关系信息等，寄存器管理模块134用于保存EPA设备100的寄存器信息，包括运行状态信息、通信记录信息、告警信息、网络维护信息等。

EPA接口模块140可以根据上述组态配置参数从数据缓冲区模块120接收用户数据并将其发送给其他EPA设备并且可以从其他EPA设备接收设备数据并将其发送至数据缓冲区模块120。为此，EPA接口模块140需要执行包括数据跨时钟域同步、数据转发、MAC、标记时间戳等功能。其中，在数据转发时，EPA接口模块140可以进一步对转发的数据进行甄别，以筛选出符合系统要求的报文才允许转发，从而提高系统安全性。

身份认证模块150用于进行通信端口身份认证，包括所有的EPA网络通道的认证（即对EPA系统中的发送设备数据的其他EPA设备进行认证）和用户应用数据通道的认证（即对发送用户数据的用户进行认证）。每个通道的认证皆独立进行，认证结果可以保存在组态和寄存器管理模块130，如图1中所示的寄存器管理模块134中。

用户接口模块160是与用户进行交互的接口。用户接口模块160例如可以包括与用户的主机进行交互的接口，如PCIe（Peripheral Component Interconnect Express，高速外设互连）等、嵌入式常用的接口，如以太网口、UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发器）以及衍生接口、并行接口、SPI（Serial PeripheralInterface，串行外设接口）、IIC（Inter-Integrated Circuit，集成电路总线）、CAN（Controller Area Network，控制器局域网）等中的一种或多种，并且不限于上述几种用户接口。

用户接口模块160用于从用户接收要发送给EPA系统的用户数据以及从数据缓冲区模块120获取EPA系统中的其他EPA设备缓存数据缓冲区模块120的设备数据并将其发送给用户。

此外，在一些实施例中，可选地，EPA设备100还可以包括数据加解密模块122、外围配置模块142和EPA安全（EPAsafety）模块152中的至少一个。

数据加解密模块122用于对用户数据进行加密处理。该模块的输入和输出的数据接口应该一致，从而方便进行增加或删除。加解密的校验结果可以保存在寄存器中。

外围配置模块142用于配置外部可能存在的其他芯片，如PHY电路等。

EPA安全模块152用于检测EPA设备100本身的安全性。该模块的输入和输出的数据接口也应该一致，从而方便进行增加或删除。检测结果而已保存在寄存器中。

图2示出了根据本发明一些实施例的定制化的EPA设备200的示意图。如图2中所示，EPA设备200可以包括核心板单元210、组态和寄存器管理模块130和EPA接口模块140。其中核心板单元210例如可以由图1的EPA协议栈模块110和数据缓冲区模块120组合而成，其可以独立作为提供商对客户的交付产品。组态和寄存器管理模块130和EPA接口模块140可以由用户自己开发配置。

通过这种方式构建的核心板单元210可以作为一个最小单元灵活的运用在不同的核心板产品中。组态和寄存器管理模块130和EPA接口模块140可以根据核心板应用的物理接口不同而进行相应的配置。

此外，数据加解密模块122、外围配置模块142、身份认证模块150和EPA安全模块152等不是必须存在的模块，可以由用户根据用户通道的不同来进行选择，只需满足与核心板单元210之间的接口和通信要求即可。

图3示出了根据本发明另一些实施例的定制化的EPA设备300的示意图。如图3中所示，EPA设备300可以包括基于软核的协议栈单元310、EPA接口模块140和用户接口模块160。基于软核的协议栈单元310是可以作为软核形式提供的最大协议栈形式，可以拥有EPA协议栈设计上的全部功能，并且其他功能是否开启可以通过例如来自用户的寄存器配置参数对寄存器进行配置来控制。

基于软核的协议栈单元310可以由图1的EPA协议栈模块110、数据缓冲区模块120、组态和寄存器管理模块130、EPA接口模块140、身份认证模块150和EPA安全模块152组合而成，可以独立作为提供商对客户的一种交付产品。这样构造的基于软核的协议栈单元310是实现EPA协议栈功能的最大规模形态，能够满足EPA协议栈设计上的全部功能。可以由用户的寄存器配置来控制各个功能是否开启。

在一些实施例中，基于软核的协议栈单元310中EPA接口模块140对外通信的EPA通道可以采用4路通道接口，数据缓冲区模块120和用户接口模块160之间的用户通道可以使用简单传输协议，只需支持跨时钟域的异步输入，支持不连续输入即可。

在另一些实施例中，提供商向客户提供的交付产品可以仅包括EPA协议栈模块110，用户可以基于EPA协议栈模块110构建所需的EPA设备功能。

图4示出了根据本发明一些实施例的EPA协议栈模块110的结构示意图。

EPA协议栈模块是构成一个EPA设备的核心模块，其是所有EPA设备的运行基础，用于运行EPA协议栈的全部功能，包括身份竞争、时钟同步、周期调度通信、非周期调度通信、网络管理维护等功能。在本发明的一些实施例中，EPA协议栈模块110本身可以作为向客户的交付产品，可以是硬件、软件或固件形式的产品。因此，在这种情况下，EPA协议栈模块110本身即可以构成本文所述的EPA设备。

如图4中所示，EPA协议栈模块110可以至少包括工作状态控制模块112、非周期数据调度模块114和周期数据调度模块116。

工作状态控制模块112负责管理EPA协议栈模块100的工作状态，包括从外部控制设备读取其所位于的EPA设备的组态信息、管理EPA协议栈模块100的状态以及控制EPA协议栈模块100的运行等。非周期数据调度模块114用于处理EPA协议栈模块100的所有非周期报文的通信过程，如管理类报文、同步类报文、事件类报文、非周期业务数据等的通信过程。周期数据调度模块116用于控制管理EPA协议栈模块100的周期性报文的收发，如用户的应用数据的收发。

更具体地，非周期数据调度模块114可以进一步包括非周期调度管理模块1141，该模块为非周期数据调度模块114的核心子模块，用于负责所有非周期数据的调度管理。例如，该模块负责汇总非周期数据调度模块114的所有发送需求、优先级、非周期时间段的发送时间片，并且基于发送需求、优先级、非周期时间段的发送时间片调度该EPA设备的非周期报文的发送时间。

此外，在EPA协议栈模块110的最完备状态下，非周期数据调度模块114还可以包括以下模块。

时钟同步模块1142用于负责收发时钟同步类报文，主要包括同步请求报文和同步响应报文。

身份竞争模块1143用于发送和接收声明设备身份的报文，主要包括主时钟身份和备份主时钟身份。

非周期数据发送仲裁模块1144用于在多个非周期数据要发送时对这些非周期数据进行仲裁处理，以避免拥塞。

主时钟网络管理模块1145用于在EPA设备10作为主时钟设备时向其他EPA设备发送报文以控制其他EPA设备进行延时校准、链路自检测等。

组态报文模块1146用于接收和发送针对该EPA设备10的组态配置参数报文，以用于配置EPA设备10的运行状态。

自组态功能模块1147用于检测网络状态以及自动分配组态配置参数。

事件报文模块1148用于处理由时间触发发送的事件报文，主要用于上报设备的异常运行状态等。

非实时报文收发模块1149用于收发用户的非实时数据，其对收发数据的处理方式与对周期性用户数据的处理方式一致。

周期数据调度模块116可以进一步包括周期调度管理模块1162，用于控制周期报文的调度，触发发送流程（包括正向、逆向发送）等，以及声明非周期报文的发送状态等。

周期数据发送模块1164用于根据周期调度管理模块1162的调度来向其他EPA设备发送周期报文。周期报文例如可以是FRT（Fast RealTime，快速实时）报文，但是并不局限于此，而是可以包括当前正在开发以及未来开发ad的其他类型的周期报文。

周期数据接收模块1166用于接收来自其他EPA设备的周期报文，如周期FRT报文，并对周期报文进行处理以将有效数据发送缓存到例如数据缓冲区模块120。

此外，在一些实施例中，如图4中所示，EPA协议栈模块110还可以包括冗余过滤模块118，其被配置为确定从EPA系统中的其他EPA设备接收的数据是否存在冗余，并且在确定从其他EPA设备接收的数据存在冗余时，去除数据的冗余以仅将唯一数据发送给非周期数据调度模块114作为非周期报文或者发送给周期数据调度模块116作为周期报文。

此外，在一些实施例中，如图4中所示，EPA协议栈模块110还可以包括数据发送选择模块119，其被配置为在存在多种数据类型时，基于从外部控制设备（例如经由工作状态控制模块112）接收的组态配置参数来选择多种数据类型中的一种数据类型的数据发送给其他EPA设备。

图5示出了根据本发明的实施例的EPA设备10进行数据传输的过程500的示意性流程图。这里的EPA设备10可以是上述的EPA设备100、EPA设备200或EPA设备300，或者，其可以是EPA协议栈模块110。在操作时，EPA设备10可以与用户终端20以及一个或多个其他EPA设备40构成EPA系统。如图6中所示，在EPA系统1中，EPA设备10可以与用户终端20进行交互以从用户终端20接收用户数据和/或向用户终端20发送设备数据。EPA设备10可以通过EPA总线30例如以星型、环形、双环形等方式与其他EPA设备40连接，以从其他EPA设备40接收数据和/或向其他EPA设备40发送数据。EPA系统1中的各个EPA设备10和40使用相同的通信周期工作，也称为宏周期。一个宏周期分为周期时间段和非周期时间段。在周期时间段中，各个EPA设备按照各自的配置参数发送周期报文，并且各个EPA设备根据其实际需求在周期报文中声明非周期时间段的不同时间片，从而在非周期时间段期间可以利用所声明的非周期时间段的对应时间片进行非周期报文发送。

具体地，如图5中所示，在方框510，在EPA设备10上电后，EPA协议栈模块110的工作状态控制模块112可以从外部控制设备接收该EPA设备10的组态配置参数。该组态配置参数例如包括IP地址、发送偏移等。外部控制设备例如可以包括用户终端20或其更上一级主机等。这里，组态配置参数例如可以是由组态和寄存器管理模块130从用户接口模块160接收并且发送给EPA协议栈模块110的工作状态控制模块112的。

在方框520，非周期数据调度模块114（例如通过组态报文模块1146）从工作状态控制模块112接收该组态配置参数，并且（例如通过身份竞争模块1143）基于该组态配置参数与EPA系统1中的其他EPA设备40竞争主时钟设备以及在竞争完成后（例如通过时钟同步模块1142）与其他EPA设备40进行时钟同步。在一种情况下，EPA设备10竞争成为主时钟设备。在这种情况下，EPA设备10（例如身份竞争模块1143）可以向其他EPA设备40发送声明设备身份（即主时钟设备）的报文，并且（例如由时钟同步模块1142）向其他EPA设备40发送同步请求报文并且从其他EPA设备40接收同步响应报文。在另一种情况下，EPA设备10未能竞争成为主时钟设备，而是由其他EPA设备40中的一个竞争成为主时钟设备。在这种情况下，EPA设备10（例如时钟同步模块1142）可以等待该主时钟设备的同步请求报文并且向该主时钟设备发送同步响应报文。

在方框530，在非周期数据调度模块114完成了与其他EPA设备40的时钟同步之后，周期数据调度模块116可以在（例如由周期调度管理模块1162调度的）周期时间段期间向其他EPA设备40发送周期报文以及从其他EPA设备40接收周期报文。

此外，在方框530，非周期数据调度模块114可以（例如由非周期调度管理模块1141）基于接收的周期报文中的优先级信息确定EPA设备10在非周期时间段的发送时间片，并且在该非周期时间段的发送时间片期间向其他EPA设备40发送非周期报文以及在非周期时间段期间接收来自其他EPA设备40的非周期报文。

利用本发明的上述方案，通过将核心的EPA协议栈IP化，可以根据客户需求对EPA设备进行功能裁剪以提供各种灵活的定制化的EPA产品，从而满足用户更加多样化的应用需求。

本发明可以实现为方法、装置、系统和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本发明的各个方面的计算机可读程序指令。

在一个或多个示例性设计中，可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现本发明所述的功能。例如，如果用软件来实现，则可以将所述功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上，或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码来传输。

本文公开的装置的各个单元可以使用分立硬件组件来实现，也可以集成地实现在一个硬件组件，如处理器上。例如，可以用通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑、分立硬件组件或用于执行本文所述的功能的任意组合来实现或执行结合本发明所描述的各种示例性的逻辑块、模块和电路。

本领域普通技术人员还应当理解，结合本发明的实施例描述的各种示例性的逻辑块、模块、电路和算法步骤可以实现成电子硬件、计算机软件或二者的组合。

本发明的以上描述用于使本领域的任何普通技术人员能够实现或使用本发明。对于本领域普通技术人员来说，本发明的各种修改都是显而易见的，并且本文定义的一般性原理也可以在不脱离本发明的精神和保护范围的情况下应用于其它变形。因此，本发明并不限于本文所述的实例和设计，而是与本文公开的原理和新颖性特性的最广范围相一致。

Claims (7)

1.一种定制化的EPA设备，包括：

EPA协议栈模块和根据用户定制化需求裁剪的数据缓冲区模块、组态和寄存器管理模块、EPA接口模块、身份认证模块和用户接口模块中的至少一部分，

其中所述EPA协议栈模块包括：

工作状态控制模块，所述工作状态控制模块被配置为在所述EPA设备上电后，从外部控制设备接收所述EPA设备的组态配置参数；

非周期数据调度模块，其被配置为从所述工作状态控制模块接收所述组态配置参数，并且基于所述组态配置参数与所述EPA设备所位于的EPA系统中的其他EPA设备竞争主时钟设备，以及在竞争完成后与所述其他EPA设备进行时钟同步；以及

周期数据调度模块，其被配置为在所述时钟同步完成之后，在周期时间段期间向所述其他EPA设备发送周期报文以及从所述其他EPA设备接收周期报文，

其中所述非周期数据调度模块还被配置为基于接收的周期报文中的优先级信息确定所述EPA设备在非周期时间段的发送时间片，并且在所述非周期时间段的发送时间片期间向所述其他EPA设备发送非周期报文以及在所述非周期时间段期间接收来自所述其他EPA设备的非周期报文。

2.如权利要求1所述的EPA设备，其中所述EPA协议栈模块还包括：

冗余过滤模块，其被配置为确定从所述其他EPA设备接收的数据是否存在冗余，并且在确定从所述其他EPA设备接收的数据存在冗余时，去除所述数据的冗余以仅将唯一数据发送给所述非周期数据调度模块作为所述非周期报文或者发送给所述周期数据调度模块作为所述周期报文。

3.如权利要求1所述的EPA设备，其中所述EPA协议栈模块还包括：

数据发送选择模块，其被配置为在存在多种数据类型时，基于所述组态配置参数选择所述多种数据类型中的一种数据类型的数据发送给所述其他EPA设备。

4.如权利要求1所述的EPA设备，其中所述非周期数据调度模块包括：

非周期调度管理模块，其被配置为汇总所述非周期数据调度模块的所有发送需求、优先级、非周期时间段的发送时间片，并且基于所述发送需求、优先级、非周期时间段的发送时间片来调度所述EPA设备的非周期报文的发送时间。

5.如权利要求4所述的EPA设备，其中所述非周期数据调度模块还包括：

身份竞争模块，其被配置为基于所述组态配置参数与所述其他EPA设备竞争主时钟设备，并且在所述EPA设备竞争成为主时钟设备时向所述其他EPA设备发送声明设备身份为主时钟设备的报文；以及

时钟同步模块，其被配置为在所述EPA设备竞争成为主时钟设备时向所述其他EPA设备发送同步请求报文并且从所述其他EPA设备接收同步响应报文，以及在所述EPA设备未能竞争成为主时钟设备时等待主时钟设备的同步请求报文并且向所述主时钟设备发送同步响应报文。

6.如权利要求1所述的EPA设备，还包括：

所述数据缓冲区模块，其被配置为缓存用户发送给所述EPA设备的用户数据以及要从所述EPA设备发送给用户的设备数据。

7.如权利要求6所述的EPA设备，还包括：

所述组态和寄存器管理模块，其被配置为从所述外部控制设备接收所述用户针对所述EPA设备的所述组态配置参数并将其发送给所述工作状态控制模块；

所述EPA接口模块，其被配置为基于所述组态配置参数从所述数据缓冲区模块接收所述用户数据并且将所述用户数据发送给所述其他EPA设备，以及从所述其他EPA设备接收设备数据并且将所述设备数据发送给所述数据缓冲区模块；

所述身份认证模块，其被配置为独立地对每个所述其他EPA设备和所述用户进行身份认证并且将认证结果保持在所述组态和寄存器管理模块中；以及

EPA安全模块，其被配置为对所述EPA设备本身的安全性进行检测。