CANopen的相關學習

CANopen是一種架構在控制局域網路(Controller Area Network, CAN)上的高層通信協定，包括通信子協定及設備子協定常在嵌入式系統中使用，也是工業控制經常使用到的一種現場總線。

因爲CAN總線只定義了物理層和數據鏈路層，並無定義應用層，所以須要CANopen通訊協議來統一度量，把各類設備標準化。CANopen 實現了OSI模型中的網絡層以上(包括網絡層)的協定。

 

標準的 CANopen 頁框:

CANopen 將 CANbus 的 11 位元 ID 稱爲通信對象 ID (COB-ID)。分爲 4 位元的功能碼及 7 位元的 CANopen 節點 ID。

7 位元的 ID 共有 128 種不一樣的組合，其中 ID 0 不使用，所以一個 CANopen 網絡上最多容許 127 臺設備。

 

應用CANopen時，須要傳遞的配置信息和應用信息都放在過程數據對象PDO（Process data object）和服務數據對象SDO（Service data object）

過程數據對象(PDO)服務

PDO分爲TPDO和RPDO

 

PDO屬於過程數據，單向傳輸，無需接收節點回應CAN報文來確認，屬於「生產消費」模型

一個節點分別有 4 個 TPDO 及 4 個 RPDO 。

 

PDO的觸發方式：

• 事件觸發Event：

當數據變化時，馬上發送出去，不須要等待主機輪訓才發送，因此實時性好，並且避免重複數據佔用大量總線佔用資源，就像數據壓縮了同樣。事件驅動類型的RPDO可當即處理收到的數據。

• 遠程請求或輪詢RTR：

此方式就像485通訊同樣，主控主動遠程請求或者輪詢，子設備才發送PDO。由於市面上有一些不支持遠程幀的CAN控制器，不建議使用。

• 同步傳輸SYNC：

CAN總線上有一個設備做爲SYNC信號的生產者，其餘設備做爲消費者。生產者和消費者都又SYNC計數功能，消費者計數到必定時（1~240），自動發送PDO。

• if(同步傳輸&&事件觸發)：

顧名思義，不只知足定時還知足事件觸發，才發送PDO。

 

 

服務數據對象SDO

服務數據對象用於讀寫節點的對象字典，現只實現SDO下載和上傳的全速模式，不支持正常模式也不支持塊下載和上傳，由於數據量不大，實現的功能足夠用，SDO全速下載和上傳採用應答式服務，由監控終端向節點發送服務請求，由節點返回應答。

SDO屬於服務數據，「服務器客戶端」模型，輪詢式

SDO傳送機制：

        加速傳送（Expedited transfer）：最多傳輸4字節數據

        分段傳送（Segmented transfer）：傳輸數據長度大於4字節

        塊傳送（Block transfer）：當傳送數據長度大於4字節時，多個分段只由一個確認報文應答以增長總線吞吐量

 

 

對象字典OD

CANopen 設備都須要具有對象字典（Obiect Dictionary），用來設定設備組態及進行非即時的通信。

是一個有序的對象組，每一個對象採用一個16位的索引值來尋址，爲了容許訪問數據結構中的單個元素，同時定義了一個8位的子索引。

三個子協議：

通訊子協議描述對象字典的主要形式，以及對象字典中的通訊對象和參數。適用於全部的CANopen設備，索引值範圍爲0x1000~0x1FFF

製造商自定義子協議根據需求定義對象字典項，索引值範圍爲0x2000~0x5FFF

設備子協議爲各類不一樣類型的設備定義對象字典中的對象，其索引值範圍爲0x6000~0x9FFFF