ICS 25.040 N 10 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T 20540.4-2006 测量和控制数字数据通信 工业控制系统用现场总线 类型 3:PROFIBUS 规范 第4部分：数据链路层协议规范 Digital data communication for measurement and control- Fieldbus for use in industrial control systems- Type 3: PROFIBUS specification-Part 4:Data link layer protocol specification (IEC 61158-4 Type 3:2003, MOD) 2006-10-16 发布 2007-05-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 标准网 GB/T 20540.4—2006 目 次 前言· 引言· : V 1范围· : 1 1.1概述 :1 1.2技术规定 .1 1.3规程， :1 1.4适用性· :1 1.5一致性 :1 规范性引用文件· : 2 术语和定义 : 2 3. 1 参考模型的术语和定义 : 2 3.2 服务协议术语和定义 : 3 3.3公用术语和定义 : 4 3.4本部分的术语和定义 : 5 符号和缩略语· . 7 4.1 公用符号和缩略语 : 7 4.2本部分的符号和缩略语 :8 5多种DL协议类型公用的DL协议基本原理 . 12 5.1顿检验序列 : 12 6DL协议概述（同步传输） : 14 6.1所采用的PhL服务 14 7DL协议概述· :16 7.1 概述· : 16 7.2 媒体访问控制和传输协议概述 : 17 7.3 传输模式和DL实体· : 17 7.4所采用的PhL服务· : 21 7.5# 操作原理 :22 7.6循环和系统响应时间· · 33 8 DLPDU通用结构和编码以及有关规程原理 · 35 8.1 DLPDU间隔大小· : 35 8.2 长度八位位组（LE,LEr） : 36 8.3 地址八位位组· : 37 8.4 控制八位位组(FC) : 38 8. 5 DLPDU内容差错检查· :42 8.6 DATA_UNIT : 42 8.7 差错控制规程· : 43 6 DILPDU专用的结构、编码和规程原理 : 44 9.1 无数据字段的固定长度的DLPDU : 44 1 GB/T20540.4—2006 9.2 有数据字段的固定长度的DLPDU 9.3 有可变数据字段长度的DLPDU· : 46 令牌DLPDU· : 48 9.5 ASP DLPDU : : 48 9.6 SYNCH DLPDU : : 48 9.7 时间事件（TE）DLPDU : 49 9.8时钟值(CV)DLPDU :49 9.9 传输规程· :49 其他的DLE规程原理· .52 10.1 DL实体的初始化 : 52 10.2 DL实体的媒体访问控制的状态 : 53 10.3 时钟同步协议 : 57 附录A（资料性附录）同步：典型的FCS实现示例· : 61 附录B（规范性附录）） DL协议状态机 · 62 附录C（资料性附录） 典型的令牌规程和报文传送周期 :170 参考文献· .176 图 1 数据链路层与其他各层以及数据链路服务的用户之间的关系 .V 图2 DLSAP,DLSAP地址和组DL地址之间的关系· : 4 图3 逻辑令牌传递环 : 18 图 4 用于异步传送的PhL数据服务 : 21 图 5 空闲时间Tam .23 图 6 空闲时间Trme（SDN,CS) : 24 图 7 空闲时间Tie(MSRD) : 24 图 8 时隙时间TsL1 : 24 图9 时隙时间TsL2 : 24 图10 时隙时间TsLI :28 图 11 时隙时间TsL2 : 28 图12 令牌传送周期· :33 图13 报文传送周期· · 33 图14 UART字符· · 36 图15 八位位组结构· .36 图16 长度八位位组编码· :36 图 17 地址八位位组编码· : 37 图 18 DLPDU中的DAE/SAE八位位组· : 37 图19 地址扩展八位位组 : 38 图20 用于发送/请求DLPDU的FC八位位组的编码· : 39 图 21 用于确认或响应DLPDU的FC八位位组的编码： :39 图22 FCS八位位组的编码· : 42 图23 数据字段· : 42 图24 标识用户数据 : 43 图25 无数据字段固定长度的DLPDU： : 44 图26 无数据字段固定长度的DLPDU， .45 GB/T 20540.4-2006 图27 有数据字段长度固定的DLPDU： :45 图28 有数据字段的固定长度的DLPDU· :46 图29 有可变数据字段长度的DLPDU， : 46 图30 有可变数据字段长度的DLPDU： : 47 图31 令牌DLPDU· : 48 图32 令牌DLPDU :48 图33 无数据固定长度的发送/请求DLPDU : 49 图34 令牌DLPDU和有数据的固定长度的发送/请求DLPDU : 50 图 35 有可变数据字段长度的发送/请求DLPDU : 50 图36 无数据的固定长度的发送/请求DLPDU : 51 图37 令牌DLPDU和有数据固定长度的发送/请求DLPDU : 51 图38 有可变数据字段长度的发送/请求DLPDU · 52 图39 DL状态图 : 53 图40 时钟同步的概貌· : 58 图41 时间主站状态机· : 59 图42 时间接收器状态机· : 59 图43 时钟同步序列· :60 图A.1 FCS生成(用于同步)的示例： . 61 图A.2 在接收时FCS综合检查的示例（用于同步）： : 61 图 B.1 协议机的结构 : 63 图 B.2 SRU状态机的结构 :147 图C.1 令牌持有时间(T)的推导· . 170 图 C. 2 没有使用令牌持有时间（TTH） .171 图C.3 使用令牌持有时间（TTH）传送报文（在每个主站的TTH之间平等） .172 图 C.4 在不同的工作负载情况下令牌持有时间（TTH）的使用： . 173 表1 FCS长度、多项式和常数· : 13 表2 现场总线数据链路协议特性 : 16 表3传输功能码 . 39 表4响应方中的FCB,FCV : 41 表5 操作参数 : 52 表 B. 1 状态机的分配 : 64 表 B. 2 数据资源 : 64 表 B.3 由DL用户发给FLC的原语· : 69 表 B. 4 由FLC发给DL用户的原语· . 70 表 B. 5 由DL用户发给DLM的原语， : 72 表B.6 由DIM发给DL用户的原语 . 72 表 B.7 在DL用户与FLC之间交换的原语所使用的参数 . 73 表 B.8 DL用户与DLM之间交换的原语所使用的参数， : 73 表B. 9 FLC/DLM状态表 : 74 表 B.10 FLC/DLM功能表· : 93 GB/T20540.4—2006 表 B. 11 由DLM发给MAC的原语 : 104 表 B. 12 由MAC发给DLM的原语 : 104 表 B.13 在DLM与MAC之间交换的原语所使用的参数 : 104 表 B.14 本地MAC变量 : 105 表 B. 15 MAC状态表· : 106 表 B.16 MAC功能表· : 141 表 B.17 由DLM发给SRC的原语 : 148 表 B.18 由SRC发给DLM的原语 : 148 表 B. 19 由MAC发给SRC的原语 : 149 表 B.20 由SRC发给MAC的原语 : 149 表 B.21 MAC与SRC之间交换的原语所使用的参数 :149 表 B. 22 FC结构· : 150 表 B. 23 SRC的本地变量 : 150 表 B. 24 SRC 状态表 : 150 表 B. 25 SRC功能 : 169 IV GB/T20540.4—2006 表 B. 11 由DLM发给MAC的原语 : 104 表 B. 12 由MAC发给DLM的原语 : 104 表 B.13 在DLM与MAC之间交换的原语所使用的参数 : 104 表 B.14 本地MAC变量 : 105 表 B. 15 MAC状态表· : 106 表 B.16 MAC功能表· : 141 表 B.17 由DLM发给SRC的原语 : 148 表 B.18 由SRC发给DLM的原语 : 148 表 B. 19 由MAC发给SRC的原语 : 149 表 B.20 由SRC发给MAC的原语 : 149 表 B.21 MAC与SRC之间交换的原语所使用的参数 :149 表 B. 22 FC结构· : 150 表 B. 23 SRC的本地变量 : 150 表 B. 24 SRC 状态表 : 150 表 B. 25 SRC功能 : 169 IV GB/T20540.4—2006 表 B. 11 由DLM发给MAC的原语 : 104 表 B. 12 由MAC发给DLM的原语 : 104 表 B.13 在DLM与MAC之间交换的原语所使用的参数 : 104 表 B.14 本地MAC变量 : 105 表 B. 15 MAC状态表· : 106 表 B.16 MAC功能表· : 141 表 B.17 由DLM发给SRC的原语 : 148 表 B.18 由SRC发给DLM的原语 : 148 表 B. 19 由MAC发给SRC的原语