【導讀】IO-Link數據鏈路層是連接物理層與應用層的核心樞紐

，負責主從站間的可靠數據傳遞。它通過消息處理、模式轉換、過程數據與按需數據四大模塊，實現設備狀態管理、過(guo)程(cheng)數(shu)據(ju)交(jiao)換(huan)和(he)按(an)需(xu)參(can)數(shu)讀(du)寫(xie)。該(gai)層(ceng)具(ju)備(bei)自(zi)動(dong)波(bo)特(te)率(lv)檢(jian)測(ce)機(ji)製(zhi)，支(zhi)持(chi)三(san)種(zhong)標(biao)準(zhun)速(su)率(lv)自(zi)適(shi)應(ying)與(yu)自(zi)定(ding)義(yi)速(su)率(lv)擴(kuo)展(zhan)
，並(bing)通(tong)過(guo)錯(cuo)誤(wu)檢(jian)測(ce)與(yu)重(zhong)傳(chuan)機(ji)製(zhi)確(que)保(bao)傳(chuan)輸(shu)可(ke)靠(kao)性(xing)。數(shu)據(ju)鏈(lian)路(lu)層(ceng)作(zuo)為(wei)協(xie)議(yi)棧(zhan)的(de)功(gong)能(neng)主(zhu)體(ti)
，承(cheng)載(zai)著(zhe)約(yue)90%的通信協議實現，是構建穩定IO-Link通信係統的關鍵技術基礎。

01 鏈路層總覽
數據鏈路層（Data Link Layer
，DL）在IO-Link協議棧中承擔承上啟下的作用
，負責在主站與從站之間通過物理鏈路傳遞消息。該層包括消息處理模塊、模式轉換模塊、過程數據處理模塊（PD）及按需數據處理模塊（OD）。

—— DL層的主要功能與職責 ——

• DL層定義了一組供應用層（AL）使用的DL服務，用於交換過程數據（PD）和按需數據（OD）。

• 同時
  
  
  ，DL層還定義了另一組供係統管理（SM）使用的DL服務，用於獲取設備識別參數以及配置數據鏈路內部的狀態機。

• DL層利用物理層服務（PL-Services）控製物理層（PL），並完成UART幀的交換。

• DL層還負責消息的錯誤檢測（包括內部協議錯誤及物理層上報的錯誤），並采取相應糾錯措施（例如重傳）。

整個協議棧的開發中，約90%的代碼集中在數據鏈路層。該層包含四大模塊：On-RequestData、ProcessData、DL-Mode和Message。其中，OD模塊進一步劃分為三個子模塊：ISDU、CMD和Event。

• Message模塊：與物理層交互，負責處理物理層傳遞的消息，包括解碼
  、解析與緩存
  ，並將數據分發給其他模塊（如PD和OD）；同時也接收其他模塊的數據，進行打包和校驗後交由物理層發送。

• On-request模塊：根據Message模塊傳遞的數據進行分類，分別交由ISDU、CMD和Event三個子模塊處理。

• DL-mode模塊：與SystemManagement模塊交互
  ，確定當前主站或從站的狀態，例如Pre-Operate或Operate等。

• Process Data模塊：負責處理輸入和輸出的過程數據。

02 DL-Mode

DL-Mode的首要任務是檢測喚醒信號，並按照規定的速率依次探測從站的通信速率。

當主站嚐試與從站建立IO-Link通信時，首先發送一個喚醒信號，隨後立即發送第一條消息（0xA2 0x00）
，該消息用於讀取從站的CycleTime。

在喚醒請求（WURQ）之後
，DL模塊在TREN時間和TDMT時間之後
，按照COM3
、COM2、COM1的指定傳輸速率依次發送測試消息，直至收到從站的響應報文。具體步驟如下：

1. 主站以COM3速率（230400 bit/s）發送消息
   ；

2. 主站以COM2速率（38400 bit/s）發送消息；

3. 主站以COM1速率（4800 bit/s）發送消息
   ；

4. 從站以COM1速率響應。

根據圖示

，主站每間隔500ms重複執行上述探測流程
，直到收到從站響應為止。每次500ms周期內的探測過程具體如下：

在一個發送周期內包含三個重試子周期
，即規範中所稱的“三次重試”。若三次重試均未成功
，主站將重新進入SIO狀態
，並再次發起喚醒和探測流程。

進一步觀察每個重試子周期的具體序列

，其順序為：先發送喚醒信號，再依次以三種不同速率進行探測。

基於上述機製，理論上可調整探測報文的通信速率。若同時修改主站和從站的速率，即可實現自定義IO-Link通信速率。目前我們已在400Kbps速率下成功實現IO-Link通信。

在數據鏈路層的時間檢測方麵
，需嚴格遵循以下規則：
（此處原有圖表或規則未展開
，建議補充具體時間參數或規範條目）

03 Fallback

根據規範
，IO-Link主站具備發送Fallback指令的能力，該指令可強製設備切換至SIO模式。盡管該指令在實際應用中較少使用，但對主站而言具有實際意義：發送Fallback後，主站將終止IO-Link通信
，切換至DI/DO模式。從站也需同步切換至DI/DO模式，即將Pin4由串口模式切換為DI/DO模式。

規範要求，設備在接收到Fallback指令後
，必須在500ms內完成向SIO模式的切換。