CANOpen协议如何保证通讯不丢帧

摘要

如何让现场总线通讯更加稳定可靠，不丢失，这向来都是工程师们难以解决的问题。本文将运用国际规范的通讯协议来展示怎样才能搭建好握手通讯。

服务数据对象SDO（Service data object）

SDO主要用于CANopen主站对从节点的参数配置。服务确认是SDO的最大的特点，为每个消息都生成一个应答，确保数据传输的准确性。如图1所示，这就像快递，需要收方签收后，给寄方发送一个已经签收的确认才算完成一次投递。



图1  SDO与快递签收

在一个CANopen系统中，通常CANopen从节点作为SDO服务器，CANopen主节点作为客户端（称为CS通讯）。SDO客户端通过索引和子索引，能够访问SDO服务器上的对象字典。这样CANopen主节点可以访问从节点的任意对象字典项的参数，并且SDO也可以传输任何长度的数据（当数据长度超过4个字节时就拆分成多个报文来传输）。

通讯原则（communication principle）

SDO的通讯原则非常单一，发送方（客户端）发送CAN-ID为600h+Node-ID的报文，其中Node-ID为接收方（服务器）的节点地址，数据长度均为8字节；

接收方（服务器）成功接收后，回应CAN-ID为580h+Node-ID的报文。这里的Node-ID依然是接收方（服务器）的节点地址，数据长度均为8字节。如图 2所示。



图2  SDO通讯原则

快速SDO协议（Expedited SDO protocol）

最常用最常见的SDO协议是快速SDO，所谓快速，就是1次来回就搞定。前提是读取和写入的值不能大于32位。如图3所示，为快速SDO协议的示意图。命令中直接包含了要读写的索引、子索引、数据。可谓直接命中。

快速SDO的难点在于CS命令符的记忆，需要读者收藏这个示意图。



图3  快速SDO示意图

通过快速SDO，可以直接对CANopen节点的对象字典中的值进行读取和修改，所以在做参数配置之外，也经常作为关键性数据传输之用。比如CANopen控制机器人的电机转动角度时，就使用SDO来传输，保证可靠到达。

普通SDO协议（Normal SDO protocol）

当需要传输的值超过32位时，就不能使用快速SDO传输。必须使用普通SDO进行分帧传输。在应用中较少用到，一般用于CANopen节点的程序固件升级，或者做网关转换MVB总线之类数据最大可达256位的应用。

普通SDO协议难点在于分包逻辑与CS命令符的变化。依然难以记忆，需要读者将以下示意图进行收藏。

当然普通SDO的CAN帧ID与快速SDO相同，依然发送方（客户端）发送的报文CAN-ID为600h+Node-ID，接收方（服务器）成功接收后，回应CAN-ID为580h+Node-ID的报文。

1、下载协议download protocol 如图4所示。



图 4  普通SDO下载协议

2、上传协议upload protocol 如图5所示。



图 5  普通SDO上传协议

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