[發明專利]支持鏈路冗余的雙線EtherCAT協議轉換方法及裝置

在審

• 申請號: 201710428288.6
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN107222380A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 王皓;武亞鵬;邢計元;林浩;徐振國;霍玉鮮;周強;汪巖
• 申請（專利權）人: 中國電子信息產業集團有限公司第六研究所
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司11228
• 代理人: 張瑾

技術領域

本發明涉及自動化技術領域，尤其涉及一種支持鏈路冗余的雙線EtherCAT協議轉換方法及裝置。

背景技術

目前，以太網控制自動化技術(Ethernet Control Automation Technology，以下簡稱EtherCAT)最初是在2003年由德國倍福自動化有限公司(Beckhoff Automation GmbH)基于以太網技術提出的一種實時工業以太網技術，該技術不僅具有高速和高數據有效率的特點，還具有靈活網絡拓撲結構，并在協議中封裝了IP/UDP，所以不需要IP協議就能實現通信。因此，EtherCAT具有以下優點：適應性廣泛；符合以太網標準；無需使用從屬子網，都可用作EtherCAT從站；數據傳輸效率高；刷新周期短；同步性能好。

申請號為201521063204中公開了一種基于EtherCAT技術的耦合通信板，包括：控制器和與控制器通過SPI總線連接的微處理器；與控制器電連接的至少一個外部通信接口；與控制器通信連接的總線連接器；與總線連接器、控制器和微處理器電連接的電源轉換芯片；依次連接在控制器和外部通信接口之間的PHY芯片和變壓器；用于對控制器、所述芯片進行時間同步的晶振。但是該EtherCAT耦合通信板僅能實現主站與從站、從站與從站之間單線連接，沒有實現鏈路冗余，當系統主從站任一模塊出現故障后，則該系統不能正常通信，甚至該系統將停止運行，從而導致嚴重的安全事故，影響了系統的安全性、穩定性、可靠性。

發明內容

本發明提供的支持鏈路冗余的雙線EtherCAT協議轉換方法及裝置，能夠通過對數據連接信號或數據有效信號實時采集；多重判斷分析確定切換時機，以使在通信鏈路切換至冗余鏈路過程中，提高通信的可靠性和安全性。

第一方面，本發明提供一種支持鏈路冗余的雙線EtherCAT協議轉換方法，包括：

獲取通信鏈路物理層的數據連接信號或數據有效信號；

根據數據連接信號或數據有效信號分析得出通信鏈路的通信狀態，其中，所述通信狀態包括通信正常狀態和通信故障狀態；

根據通信狀態確定保持通信鏈路進行通信、或切換至對應的冗余鏈路進行通信。

可選地，所述根據數據連接信號或數據有效信號分析得出通信鏈路的通信狀態，包括：

接收通信鏈路物理層的數據連接信號判斷所述通信鏈路是否處于連接狀態，如果是，則執行下一步；如果否，則通信鏈路為通信故障狀態；

接收數據有效信號，判斷所述通信鏈路的物理層數據是否有效，如果是，則執行下一步；如果否，則通信鏈路為通信故障狀態。

可選地，在物理層數據有效之后，還包括：

接收兩個連續的數據有效信號并計算出所述物理層數據有效信號之間的時間間隔；

判斷所述時間間隔是否在設定時間閾值內，如果是，則通信鏈路為通信正常狀態；如果否，則通信鏈路為通信故障狀態。

可選地，所述根據通信狀態確定保持通信鏈路進行通信、或切換至對應的冗余鏈路進行通信為：

當通信鏈路為通信正常狀態時，則保持通信鏈路進行通信；

當通信鏈路為通信故障狀態時，則切換至冗余鏈路進行通信。

第二方面，本發明提供一種支持鏈路冗余的雙線EtherCAT協議轉換裝置，包括：

FPGA芯片模塊，通過兩條通信鏈路分別與主站控制器、下級從站控制器連接，以及通過兩條冗余鏈路分別與主站備用控制器、下級從站控制器連接，并用于實現耦合通信板的多鏈路冗余通路，其中，所述FPGA芯片模塊包括，

獲取單元，用于獲取通信鏈路物理層的數據連接信號或數據有效信號；

處理單元，用于根據數據連接信號或數據有效信號分析得出通信鏈路的通信狀態，其中，所述通信狀態包括通信正常狀態和通信故障狀態；

確定單元，用于根據通信狀態確定保持通信鏈路進行通信、或切換至對應的冗余鏈路進行通信。

可選地，所述處理單元包括：

第一判斷子單元，用于接收通信鏈路物理層的數據連接信號判斷所述通信鏈路是否處于連接狀態；

第二判斷子單元，用于接收數據有效信號，判斷所述通信鏈路的物理層數據是否有效。

可選地，所述處理單元還包括：

計算子單元，用于接收兩個連續的數據有效信號并計算出兩者之間的時間間隔；

第三判斷子單元，用于判斷所述時間間隔是否在設定時間閾值內。