IO-Link协议规范解读（三）：数据链路层
在前两篇推文中，我们已经了解了IO-Link协议的基本概念和物理层的相关内容。今天，我们将深入探讨IO-Link协议的数据链路层（DL），帮助大家更好地理解其通信机制和实现细节。
一、数据链路层的作用
数据链路层是IO-Link协议中承上启下的关键一环，通过使用不同的“M序列”（消息序列）来处理不同的数据类别，它被细分为DL-A和DL-B两层。
上层应用层可以使用DL-A层服务来交换过程数据（PD）和请求数据（OD）。而DL-B层则用于系统管理（ SM ）以检索设备通信和识别参数，并 D设置状态机。数据链路层还可以使用物理层(PL)服务来控制物理层和交换UART帧，并检测错误消息和提供补救措施。
总之，它负责数据的可靠传输、错误检测与纠正，以及数据帧的组织和管理。通过数据链路层，IO-Link设备能够实现稳定、高效的点对点通信。
二、数据链路层组成
如上图所示，数据链路层由以下七个处理器组成：
DL-Mode 处理器
从站DL-Mode处理器负责检测唤醒请求并建立通信，接收主站的命令来与主站的DL-Mode保持同步（STARTUP 、 PREOPERATE和OPERATE）。
主站的DL-Mode处理器会发送一个唤醒请求（WURQ）来唤醒从站，然后发送三个不同通信速率TYPE_0的M序列（读取最小循环周期）的测试消息来与从站建立通信，依次为COM3、COM2、COM1，当从站接收到速率匹配的测试消失时，给主站发出回应消息，通信建立成功。如下图所示：
Message 处理器
主从站间通信是通过M序列来实现的，而Message 处理器负责处理M序列。一个M序列由一条主站的消息和从站的消息组成，而每条消息由若干UART帧组成（取决于M序列类型）。
Process Data 处理器
Process Data 处理器负责处理输入过程数据（PDin）和输出过程数据（PDout）。
输出过程数据（PDout）的传输使用 DL_OutputUpdate 服务，输入过程数据（PDin）使用DL_InputTransport 服务。
On-request 处理器
On-request处理器负责分类接收到的需求数据，来切换到其他三个处理器：
ISDU 处理器、Command处理器和Event 处理器。
ISDU 处理器
ISDU 处理器处理器负责处理ISDU。ISDU通过ISDU通道传输，通常需要多个消息来传输（分段）。主站通过 ISDU 通信信道向设备发送 I 服务（读 / 写）请求来传输 ISDU，通过相同的信道接收设备的响应。ISDU结构如下图所示：
Command 处理器
Command 处理器负责处理系统命令，如0x81设备重启、0x82恢复出厂设置等。它过OD.req服务和MasterCommands将包含在DL_Control.req服务原语中的控制码传递给周期性运行的消息处理器。
Event 处理器
Event 处理器负责处理事件，事件分为两种：有详细信息和无详细信息。从站的应用层（AL）将事件写入事件内存，并设置标志位发给主站。主站在收到该消息时会从ISDU处理器切换到Event处理器，并读取状态码。
三、总结
IO-Link数据链路层通过标准帧结构、完善的错误检测与恢复机制、严格的状态管理和流量控制，实现了高可靠性、低延迟的工业通信。掌握数据链路层的原理，有助于开发更稳定、兼容性更强的IO-Link设备。
下期预告
在本系列的下一篇文章中，我们将深入探讨IO-Link应用层的相关知识。
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