| POWERLINK – its functionality as the protocol for true real-time capability |
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- 通过消除CSMA/CD过程，并增加POWERLINK协议栈赋予Ethernet实时能力。
- POWERLINK如何对节点间的通信进行组织
- POWERLINK循环结构 SoC信号，异步阶段、同步阶段
- 什么样的异步数据被使用？
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| Industrial Ethernet in real-time |
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对于实时应用的以太网，必须额外的方法，标准以太网协议TCP/IP和UDP/IP非常适应非确定性通信，ethernet并不是很适合实时性要求的应用，CSMA/CD机制使得确定性定时无法实现,POWERLINK的开发者的目标在于开通旁路来绕过这一机制，而又不能与ethernet不兼容，通常有两种方法来实现这一方案并避免CSMA/CD的延时,通过交换机,每个网络节点通过交换机与另一个节点进行分离,并且使用独立的线路，这消除了碰撞，缺点在于需要大量扩展参数的努力，此外，交换机也会导致延时堵塞和降低硬件实时性能。
另外一种是调节数据交换的定时，POWERLINK开发者采用此方法，融合轮询和时间槽处理在他们的系统中，它促使每个节点在一个明确定义的时间段内发送数据。POWERLINK协议栈代替了TCP/IP和UDP.IP协议栈来实现这种实时特性。 |
Schematic POWERLINK stack reference
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| 槽通信网络管理组织数据交换的定时， POWERLINK协议栈运行并保留了标准以太网，制造商可以因此而将POWERLINK运行在以太网标准硬件上。 |
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| POWERLINK数据交换的定时组织 |
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为了避免数据在几个网络节点之间的同时发送，将激发碰撞阻止机制，但是却又导致延时，程序设计者教网络设备“礼貌的对话”所有的网络节点只有在召唤时才汇报，并检查正确的顺序以及预先制定的发送期， 开发者通过协议栈的扩展来执行这一行为，也包括在给定的时间里限制信号节点对网络的访问，这个方法使得碰撞在开始就被得到排除。
一个PLC或者工业PC设备被指派为协调者，或称为管理节点(MN)，其它所有设备统称为受控节点(CN) |
POWERLINK通信机制:MN推动每个CN(轮询请求，PRq)，CN快速响应(轮询响应，PRs)
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| MN定义了对于所有设备的同步所需的时钟脉冲并管理数据通信循环周期，在一个系统循环中，MN按照顺序向每个节点发送所谓的PollRequests，一个POWERLINK循环由三个时期构成，在StartPeriod阶段，MN发送Soc给所有同步节点，抖动，时钟的错误，要小于1个微秒，循环同步数据交换发生在第二个阶段，“循环周期”，在这个阶段，多路复用技术允许更好的带宽使用:从CN节点来的数据有以不同的优先权分别在不同的周期内被轮询，有些节点会在同步数据传输阶段分享时间槽，三个有仅中度时间紧迫性要求的节点采取另一种方式进行数据传输：一个设备只采用第一个，第二个设备仅第二个，第三个设备只在每第三个周期才发送数据，MN为它们分配时间周期，并在循环周期标识它们。 |
POWERLINK循环阶段：多路复用使得可以更好的应用带宽，由于一些低优先级CN节点并不需要在每个周期被轮询，这些节点可以在同步数据阶段享用时间槽。
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| 异步数据 |
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| 每个循环的第三个阶段是用于异步数据的交换，它允许较大数据包的非实时性数据的传输，在网络初始化阶段，MN将所有节点投入控制模式下就是采用的异步数据交换，异步阶段也可以传输应用程序的升级，识别网络上的新节点，或者错误报告（同样可参考技术部分的异步数据），大量的异步数据可以在几个循环的异步阶段里传输，POWERLINK诊断实时和非实时域，因为数据在异步阶段传输支持标准的IP帧，路由器可以隔离数据使得传输可以安全地由实时域内进行。 |
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| POWERLINK网络结构 |
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时间槽排除了不同设备间数据的并发，HUB的应用不受限制，与Fast Ethernet相同的拓扑可以被配置，一个网段可以通过五类双绞线电缆被扩展到100米，光纤也可以被使用。
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