PROFINET IO設(shè)備協(xié)議棧的基本實現(xiàn)思路

PROFINET IO協(xié)議的難點在于其協(xié)議狀態(tài)機不是一個分層的上下層關(guān)系，而是一種復雜的關(guān)系，因為各個狀態(tài)機都有可能有接口調(diào)用，耦合度很高，一口氣完整實現(xiàn)協(xié)議棧難度很大。

PROFINET IO設(shè)備通信的一般過程

對于一個PROFINET IO設(shè)備來說，其實就是一種協(xié)議轉(zhuǎn)換器，將連接的輸入模塊的數(shù)據(jù)，如AI、DI等，用PROFINET協(xié)議打包成PROFINET IO協(xié)議的字節(jié)流。將PROFINET IO協(xié)議中的字節(jié)流轉(zhuǎn)換成輸出模塊的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)成DO、AO等。因此可以考慮從IO設(shè)備和IO控制器通信的角度去分解協(xié)議棧及其協(xié)議機組成。

PROFINET IO設(shè)備協(xié)議棧實現(xiàn)簡化思路

PROFINET IO設(shè)備的通信協(xié)議主要用于完成與IO控制器的通信，其中通信過程主要包含有：尋址流程、組態(tài)流程、數(shù)據(jù)交互流程和報警流程。如果說以上通信流程的每一個環(huán)節(jié)對應(yīng)一種協(xié)議機，那么可以考慮用一種循序漸進的實現(xiàn)思路，考慮使用一種基本的代碼框架來實現(xiàn)以上的流程，就可以滿足大部分PROFINET IO設(shè)備的基本應(yīng)用。

基于LwIP的協(xié)議棧設(shè)計

設(shè)計通信協(xié)議棧程序，需要具備內(nèi)存管理、任務(wù)管理、進程間通信、信號量、時鐘、定時處理等功能，從頭開始難度巨大，而且容易出錯。因此在一個已有成熟的代碼體系中做升級比較合適，LwIP框架體系就十分滿足要求，正所謂站在巨人的肩膀上看得遠。

LwIP已經(jīng)在arp.c中實現(xiàn)了數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)包的分發(fā)，因此只需在該文件中增加PROFIENT實時報文類型和LLDP報文類型的幀處理，保證實時數(shù)據(jù)優(yōu)先處理，也就不需要另外設(shè)計一層映射協(xié)議機（LMPM）。

小結(jié)

一個基于嵌入式OS的LwIP協(xié)議棧采用分層架構(gòu)，作為一款輕量級的TCPIP協(xié)議棧，不僅包括IP、UDP、ARP等協(xié)議，還實現(xiàn)了內(nèi)存管理、數(shù)據(jù)包管理、時鐘、定時等功能，簡直就說居家旅行，開發(fā)新協(xié)議棧的第一選擇。

審核編輯：黃飛