從設備和用于控制從設備的方法
【專利摘要】本文公開了一種用于控制包括主設備和多個分組的從設備的系統中的從設備的方法。該方法包括：由主設備生成包含每個與相應分組對應的分組數據項的控制消息以將控制消息發送到特定分組；由在特定分組中包含的從設備將控制消息發送到下一分組；在發送控制消息之后由從設備從控制消息提取分組數據項；由從設備從分組數據提取數據/將數據寫入到分組數據上；且在完成提取/寫入之后由從設備將分組數據發送到主設備。
【專利說明】
從設備和用于控制從設備的方法
技術領域
[0001]本公開內容涉及從設備和用于控制從設備的方法。
【背景技術】
[0002]通常，在具有連接到其的許多設備的網絡中，設備可以被分成主設備和從設備。主設備監視從設備的操作或者發送由從設備需要的指令或數據。一般地，當網絡包括大量從設備時，主設備將控制消息發送到從設備中的每一個以控制它們。
[0003]圖1是示出相關領域中的在主設備與從設備之間的數據發送方案的示意圖。參考圖1，主設備M生成與在網絡中存在的從設備一樣多的控制消息。之后，主設備M分別將所生成的控制消息發送到從設備SI到S4。從設備SI到S4在那里應用以根據需要從主設備M接收控制消息或者將輸入數據發送到主設備M。
[0004]在這樣做時，為了控制從設備SI到S4，主設備M必須生成與網絡中的從設備SI到S4一樣多的控制消息并分別將它們發送到從設備SI到S4。
[0005]然而，根據該方案，存在的問題在于數據業務量隨著從設備的數量增加而增加并且繼而控制消息的數量增加。結果，數據發送時間增加并且因此變得難以實時控制從設備。
[0006]為了克服這個問題，已經提出了使用EtherCAT通信的數據發送方案。
[0007]圖2是示出相關領域中的使用EtherCAT通信的數據發送方案的示意圖。參考圖2，為了控制網絡中的從設備SI到S4，主設備M將每個都具有固定大小的輸出數據項Sl_In、S2_In、S3_In和S4_In打包成單個控制消息以分別將其發送到從設備SI到S4。之后，主設備M將所生成的控制消息發送到從設備SI。
[0008]在圖2中示出的EtherCAT通信體系架構中，從設備SI以直通方式(cut-throughmanner)將從主設備M接收到的控制消息發送到從設備S2，并且類似地從設備S2將接收到的控制消息發送到從設備S3，以此類推。直通方式是指一確定消息的目的地就發送接收到的消息以由此減少消息的空閑時間的技術。
[0009]首先，從設備SI從主設備M接收控制消息，并從與從設備SI相關聯的控制消息的第一字段提取輸入數據Sl_In。隨后，從設備SI將輸出數據Sl_0ut寫入到控制消息的第一字段中以將其發送到從設備S2。
[0010]在從從設備SI接收控制消息后，從設備S2從與從設備S2相關聯的控制消息的第二字段提取輸入數據S2_In。之后，從設備S2將輸出數據S2_0ut寫入到控制消息的第二字段中以將其發送到從設備S3。
[0011 ]在從從設備S2接收控制消息后，從設備S3從與從設備S3相關聯的控制消息的第三字段提取輸入數據S3_In以將其應用到那里。之后，從設備S3將輸出數據S3_0ut寫入到控制消息的第三字段中以將其發送到從設備S4。
[0012]在從從設備S3接收控制消息后，從設備S4從控制消息的與從設備S4相關聯的第四字段提取輸入數據S4_In以將其應用到那里。之后，從設備S4將輸出數據S4_0ut寫入到控制消息的第四字段中以將其發送到主設備M。
[0013]主設備M可以分別基于在從從設備S4接收到的控制消息中包含的輸出數據Sl_Out、S2_0ut、S3_0ut和S4_0ut來確定從設備SI到S4是否正常工作。
[0014]根據如以上參考圖2描述的使用EtherCAT通信的數據發送方案，主設備M僅僅必須生成單個控制消息，無論從設備SI到S4的數量如何。因此，以上參考圖1描述的方案的問題即數據業務量的增加可以得到解決。另外，根據如以上參考圖2描述的使用EtherCAT通信的數據發送方案，數據發送時間可以經由硬件切換方式即直通方式得到減少。
[0015]遺憾的是，為了避免數據沖突，從設備SI到S4不能當控制消息在其之間被發送的同時發送其他控制消息。
[0016]另外，由主設備M生成的控制消息具有固定大小的字段，從設備SI到S4中的每一個的輸入數據被存儲在字段中，使得要發送的數據的大小受到限制。另外，針對包括大量從設備的網絡，分配給從設備中的每一個的數據字段的大小減小。
[0017]另外，隨著從設備的數量增加，控制消息的發送延遲線性地增加，使得變得難以實時控制從設備。
【發明內容】
[0018]本公開內容的一方面在于提供一種用于控制從設備的方法，在該方法中，從設備被分組，并且主設備發送包含分組數據項的控制消息，使得數據業務量可以甚至在從設備的數量增加時得到減少。
[0019]本公開內容的另一方面在于提供一種用于控制從設備的方法，在該方法中，分組中的從設備經由直通切換方式將從主設備發送的控制消息發送到下一設備，使得數據業務量可以得到減少。
[0020]本公開內容的又一方面在于提供一種用于控制從設備的方法，在該方法中，從從設備發送到主設備的數據的大小可以根據需要而改變。
[0021]應當注意，本公開內容的目的不限于上述目的，并且本公開內容的其他目的對于本領域技術人員而言將從下面的描述中變得顯而易見。
[0022]根據本公開內容的一個方面，一種用于控制包括主設備和多個分組的從設備的系統中的從設備的方法包括:由主設備生成包含每個與相應分組對應的分組數據項的控制消息以將控制消息發送到特定分組；由在特定分組中包含的從設備將控制消息發送到下一分組;在發送控制消息之后由從設備從控制消息提取分組數據項；由從設備從分組數據提取數據/將數據寫入到分組數據上;且在完成提取/寫入之后由從設備將分組數據發送到主設備。
[0023]根據本公開內容的另一方面，一種包括主設備和多個分組的從設備的系統中的從設備包括:接收端口，其被配置為接收包含每個與相應分組對應的分組數據項的控制消息或分組數據項;發送端口，其被配置為將控制消息或分組數據項發送到另一設備；以及數據處理單元，其被配置為從控制消息提取分組數據項，從分組數據項提取輸入數據，并且將輸出數據寫入到分組數據項上，其中，發送端口在數據處理單元從控制消息提取分組數據項之前將控制消息發送到下一分組。
[0024]上述特征和其他特征由【具體實施方式】和附圖例證。
[0025]本公開內容的優點和特征以及實現其的方法將參考附圖從本文中的下面的示范性實施例的描述變得顯而易見。然而，本公開內容不限于本文公開的示范性實施例而是可以以各種不同方式來實施。提供示范性實施例以使本公開內容的公開徹底并且以將本公開內容的范圍完全傳達給本領域技術人員。要注意，本公開內容的范圍僅僅由權利要求限定。在說明書中，類似的附圖標記表示類似的元件。
[0026]根據本公開內容的示范性實施例，從設備被分組，并且主設備發送包含分組數據項的控制消息，使得數據業務量可以甚至在從設備的數量增加時得到減少。
[0027]根據本公開內容的另一示范性實施例，分組中的從設備經由直通切換方式將從主設備發送的控制消息發送到下一分組，使得數據業務量可以得到減少。
[0028]另外，根據本公開內容的示范性實施例，從從設備發送到主設備的數據的大小可以根據需要而改變。
【附圖說明】
[0029]圖1是示出相關領域中的在主設備與從設備之間的數據發送方案的示意圖；
[0030]圖2是示出相關領域中的使用EtherCAT通信的數據發送方案的示意圖；
[0031]圖3和4是示出根據本公開內容的示范性實施例的在主設備與從設備之間的數據發送方法的示意圖；
[0032]圖5是用于示出根據本公開內容的示范性實施例的從設備的配置的框圖；以及
[0033]圖6是示出根據本公開內容的示范性實施例的在主設備與從設備之間的數據發送方法的消息序列圖。
【具體實施方式】
[0034]在下文中，將詳細參考附圖描述本公開內容的示范性實施例。
[0035]圖3是示出根據本公開內容的示范性實施例的在主設備與從設備之間的數據發送方法的示意圖。
[0036]參考圖3，主設備M連接到存在于網絡中的許多從設備200，并分別將在控制消息300中包含的輸入數據項Sl_In、S2_In、S3_In和S4_In發送到從設備SI到S4。另外，主設備M可以基于分別由從設備S4寫入到控制消息中的輸出數據項S l_0ut、S2_0ut、S3_0ut和S4_Out來確定從設備SI到S4是否正常工作。
[0037]要注意，根據示范性實施例，從設備SI到S4被分組成多個分組Gl和G2，如圖3所示。在圖3中，第一分組Gl包括從設備SI和S2，并且第二分組G2包括從設備S3和S4。盡管為便于說明，在圖3和圖4中示出的示范性實施例中四個從設備被分組成兩個分組，但是在其他示范性實施中不同數量的從設備可以被分組成不同數量的分組。例如，根據本公開內容的示范性實施例，六個從設備可以被分組成每個包括三個設備的兩個分組，或者被分組成每個包括兩個設備的三個分組。
[0038]因此，主設備M生成包括第一分組數據301和第二分組數據302的控制消息300。第一分組數據301包含要分別被發送到歸屬于第一分組Gl的從設備SI和S2的輸入數據項Sl_In和S2_In。第二分組數據302包含要分別被發送到歸屬于第二分組G2的從設備S3和S4的輸入數據項S3_In和S4_In。主設備M將第一分組數據301和第二分組數據302打包成控制消息300并將所生成的控制消息300發送到第一分組Gl。
[0039]參考圖4，第一分組Gl的從設備SI從主設備M接收控制消息300。之后，從設備SI可以接收控制消息300，等待一定空閑時間，并將控制消息300發送到下一分組G2。也就是說，根據本公開內容的示范性實施例，在分組Gl和G2接收到控制消息300之后，它們在從控制消息300提取分組數據301和302之前立即將控制消息300發送到下一分組，而非在執行數據處理(例如，提取輸入數據或寫入輸出數據)之后將控制消息300發送到下一分組。
[0040]換言之，根據本公開內容的示范性實施例，分組一接收到控制消息300就將控制消息300發送到下一分組。之后，在完成了對控制消息300的發送之后，提取分組數據，提取輸入數據項，并且寫入輸出數據項，下面將對其進行描述。因此，分組Gl和G2花費較少時間來接收控制消息300，并且因此數據業務量的增加可以甚至在較多的從設備的情況下得到減少。
[0041]另一方面，根據本公開內容的另一示范性實施例，第一分組Gl的從設備SI可以接收控制消息300，從控制消息300提取第一分組數據301并且將控制消息300立即發送到第二分組G2。
[0042]從設備SI可以從從控制消息300提取的第一分組數據301提取輸入數據項Sl_In。之后，從設備SI生成處于預定數據大小的輸出數據項Sl_0ut以用于發送到主設備M并將其寫入到第一分組數據301上。也就是說，根據本公開內容的示范性實施例，與相關領域中不同，輸出數據項Sl_0ut的大小可以取決于預定大小而改變。之后，從設備SI發送第一分組數據301，其中輸出數據Sl_0ut被寫入到同一分組Gl的從設備S2。
[0043]從設備S2從從設備SI接收第一分組數據301并從其提取輸入數據項S2_In。之后，從設備S2生成處于預定數據大小的輸出數據項S2_0ut以用于發送到主設備M并將其寫入到第一分組數據301上。之后，從設備S2將第一分組數據301的目的地地址設置為主設備M的地址并將第一分組數據301發送到主設備M。由從設備S2發送的第一分組數據301可以經由第二分組G2被發送到主設備M或可以直接被發送到主設備M。
[0044]另外，根據本公開內容的又一示范性實施例，第二分組G2的從設備S4可以接收控制消息300，從控制消息300提取第二分組數據302并且將控制消息300立即發送到第一分組Gl0
[0045]從設備S4可以從從控制消息300提取的第二分組數據302提取輸入數據項S4_In，并且之后可以生成處于預定數據大小的輸出數據S4_0ut以用于發送到主設備M并將其寫入到第二分組數據302上。也就是說，根據本公開內容的示范性實施例，與相關領域中不同，輸出數據S4_0ut的大小可以取決于預定大小而改變。之后，從設備S4發送第二分組數據302，其中輸出數據S4_0ut被寫入到同一分組G2的下一從設備S3。
[0046]從設備S3從從設備S4接收第二分組數據302以提取輸入數據S3_In，并且之后，可以生成處于預定數據大小的輸出數據S3_0ut以用于發送到主設備M并將其寫入到第二分組數據302上。之后，從設備S3將第二分組數據302的目的地地址設置為主設備M的地址并將第二分組數據302發送到主設備M。由從設備S3發送的第二分組數據302可以經由第一分組Gl被發送到主設備M或可以直接被發送到主設備M。
[0047]控制消息300在第二分組中經歷相同處理和發送。第二分組G2的從設備S3從經由第一分組Gl發送的控制消息300提取第二分組數據302。
[0048]從設備S3可以從第二分組數據302提取輸入數據項S3_In，并且生成處于預定數據大小的輸出數據項S3_0ut以將其寫入到第二分組數據302上。之后，從設備S3發送第二分組數據302，其中輸出數據S3_Out被寫入到同一分組G2的從設備S4。
[0049]從設備S4從從從設備S3接收到的第二分組數據302提取輸入數據項S4_In。之后，從設備S4生成處于預定數據大小的輸出數據項S4_0ut以用于發送到主設備M并將其寫入到第二分組數據302上。之后，從設備S4將第二分組數據302的目的地地址設置為主設備M的地址并將第二分組數據302發送到主設備M。
[0050]主設備M可以基于寫入到從分組Gl和G2發送的分組數據301和分組數據302中的輸出數據項Sl_0ut、S2_0ut、S3_0ut和S4_0ut來確定從設備SI到S4是否正常工作。
[0051 ]如以上所描述的，根據本公開內容的示范性實施例，由從設備SI到S4對主設備M做出響應即寫入輸出數據項和發送分組數據的過程在分組的級別上被執行。因此，花費更少時間來發送數據并且能夠以比其中從設備單獨做出響應的相關領域中更快控制從設備。
[0052]圖5是用于示出根據本公開內容的示范性實施例的從設備的配置的框圖。
[0053]參考圖5，從設備200包括接收端口 210、發送端口 220和數據處理單元230。
[0054]接收端口210接收與多個分組中的每一個對應的控制消息或分組數據。也就是說，接收端口 210可以接收包含從主設備發送的分組數據的控制消息或者可以接收從同一分組中的另一從設備發送的分組數據。
[0055]發送端口220將控制消息或分組數據發送到另一設備。也就是說，發送端口 220可以將從主設備或另一分組發送的控制消息發送到下一分組或者可以將分組數據發送到同一分組中的另一從設備。
[0056]根據本公開內容的示范性實施例，發送端口220可以在數據處理單元230從控制消息提取分組數據之前將控制消息發送到下一分組。根據本公開內容的另一示范性實施例，發送端口 220可以在數據處理單元230從控制消息提取分組數據之后立即將控制消息發送到下一分組。
[0057]數據處理單元230從從接收端口210接收到的控制消息提取分組數據，從所提取的分組數據提取輸入數據，并且將輸出數據寫入到控制消息上。輸出數據的大小可以取決于預定數據大小而改變。
[0058]圖6是示出根據本公開內容的示范性實施例的在主設備與從設備之間的數據發送方法的消息序列圖。
[0059]參考圖6，主設備M生成包含與多個分組中的每一個對應的分組數據的控制消息并將控制消息發送到多個分組之中的特定分組(步驟S610)。
[0060]歸屬于特定分組的從設備將控制消息發送到下一分組(步驟S620)。
[0061]在將控制消息發送到下一分組之后，在特定分組中包含的從設備從控制消息提取分組數據(步驟S630)。
[0062]隨后，在特定分組中包含的從設備從分組數據提取數據/將數據寫入到分組數據(步驟S640) ο在步驟S640的示例中，在特定分組中包含的從設備可以在將輸出數據寫入到分組數據的同時從分組數據同時提取輸入數據。輸出數據的大小可以取決于預定數據大小而改變。
[0063]在特定分組中包含的從設備在完成提取和寫入數據之后將分組數據發送到主設備M(步驟S650)。
[0064]主設備M基于在分組數據中包含的輸出數據來確定在特定分組中包含的從設備是否正常工作(步驟S660)。
[0065]到目前為止，盡管已經描述了本公開內容的具體示范性實施例，但是可以在不脫離本公開內容的范圍的情況下進行各種修改。因此，本公開內容的范圍不應被理解為限于上述示范性實施例，而是僅僅由下面的權利要求以及其等價方案限定。
[0066]盡管已經參考示范性實施例和附圖描述了本公開內容，但是本公開內容不限于上述示范性實施例，而是可以由本領域技術人員根據以上描述以各種方式進行修改和更改。因此，本公開內容的范圍和精神應當僅僅由下面的權利要求限定，并且權利要求的等價要件和等價修改都應當被預期為落入本公開內容的范圍和精神內。
【主權項】
1.一種用于控制包括主設備和多個分組的從設備的系統中的從設備的方法，所述方法包括: 由所述主設備生成包含每個與相應分組對應的分組數據項的控制消息以將所述控制消息發送到特定分組； 由在所述特定分組中包含的從設備將所述控制消息發送到下一分組； 在發送所述控制消息之后由所述從設備從所述控制消息提取分組數據項； 由所述從設備從所述分組數據項提取輸入數據； 由所述從設備將輸出數據寫入到所述分組數據項上;且 在完成提取所述輸入數據和寫入所述輸出數據之后由所述從設備將分組數據發送到所述主設備。2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述輸出數據的大小取決于預定數據大小而改變。3.根據權利要求1所述的方法，還包括: 由所述主設備基于在從所述多個分組發送的所述分組數據項中包含的所述輸出數據來確定在所述多個分組中包含的所述從設備是否正常工作。4.一種包括主設備和多個分組的從設備的系統中的從設備，所述從設備包括: 接收端口，其被配置為接收包含每個與相應分組對應的分組數據項的控制消息或所述分組數據項； 發送端口，其被配置為將所述控制消息或所述分組數據項發送到另一設備；以及數據處理單元，其被配置為從所述控制消息提取所述分組數據項，從所述分組數據項提取輸入數據，并且將輸出數據寫入到所述分組數據項上， 其中，所述發送端口在所述數據處理單元從所述控制消息提取所述分組數據之前將所述控制消息發送到下一分組。5.根據權利要求4所述的從設備，其中，所述輸出數據的大小取決于預定數據大小而改變。6.根據權利要求4所述的從設備，其中，所述主設備基于在從所述多個分組發送的所述分組數據項中包含的所述輸出數據來確定在所述多個分組中包含的所述從設備是否正常工作。
【文檔編號】H04L12/40GK106059873SQ201610237213
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月15日
【發明人】李志健, 權大賢
【申請人】Ls產電株式會社