1工业以太网协议用户需求.docx
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1工业以太网协议用户需求
北京/杭州和利时公司技术文件
文件名称:
工业以太网协议用户需求说明书
文件编号:
A05-B12-000234
项目名称:
工业以太网协议开发
项目编号:
A0506B
物料编码:
文件密级:
机密
受控标识:
第1册
共11页
共1册
版本
状态
拟制
审核
批准
批准日期
修订信息
A
方垒
刘伟
施波
2005.3.26
相关部门/人员会签:
文件
发放
(接收文件的部门或人员)
替换旧版文件;替换:
文件修订页
编
号
章节
名称
修订内容简述
修订
日期
订前
版本
订后
版本
修订人
批准人
1
全部
创建
2005.3.24
V1.0
方垒
施波
目录
0.文档介绍4
0.1文档目的4
0.2文档范围4
0.3读者对象4
0.4参考文档4
0.5术语与缩写解释4
1.工业以太网开发背景5
2.工业以太网面向的用户群体5
3.产品应当遵循的标准或规范5
4.产品的功能性需求5
4.0功能性需求分类5
5.产品的非功能性需求6
5.1性能需求6
5.2软硬件环境需求7
5.3其他需求7
5.4应用开发需求7
附录A:
用户需求调查报告8
A.1需求标题18
A.n需求标题N8
0.文档介绍
0.1文档目的
根据前几次与工程及相关人员的讨论,分析整理出关于工业以太网的用户需求。
作为进一步开展工作的依据。
也希望工程人员能够对文档中有歧异或者不能满足他们需求的地方尽快提出,大家一起努力让工业以太网尽可能的顺利地开发出来。
0.2文档范围
本文提供了工业以太网开发背景、工业以太网适用范围、工业以太网功能需求、质量、性能、软硬件要求等方面的内容。
0.3读者对象
包括MACSV网络组应用开发人员和公司内部其他需要使用工业以太网的项目的相关开发人员、工程人员,以及工业以太网开发人员。
0.4参考文档
[SPP-PROC-PP]SEPG,需求开发规范,机构名称,日期
[EPSG-WP]作者,《POWERLINKDataTransportServicesWhite-PaperVersion:
0005》,ETHERNETPowerlinkStandardizationGroup,2002.9.27
[IOS]作者,《CiscoIOSRelease12_0》,CiscoSystemsInc.,2004
0.5术语与缩写解释
缩写、术语
解释
DRTE
DeterministicReal-TimeEthernet
EPSG
ETHERNETPowerlinkStandardizationGroup
PIM
立项管理,ProjectInitializationManagement
MAC
MediumAccessControl
节点数
特指连接到以太网上的安装了工业以太网协议的计算机个数,一个冗余IO站有两个节点挂接在网上。
管理网、系统网、控制网
1.工业以太网开发背景
随着工程应用面的拓宽,大家对“安全性”、“确定性实时”的要求和认识越来越明确。
特别是在DCS产品的系统网一层,希望能够有一种简单、稳定、更具确定性实时的网络通讯协议来替代现有的TCP/IP协议。
“工业以太网协议”是目前业界公认的可行方式。
同时从公司长远利益考虑,也希望尽快涉足“工业以太网”,为以后将公司一系列产品的通讯网络统一于以太网做铺垫。
2.工业以太网面向的用户群体
工业以太网是为那些对以太网通讯的确定性实时性、安全性方面有严格要求的应用而开发的,这些应用一般为专用系统,没有严重依赖TCP/IP这种非实时协议。
工业以太网协议目前不支持TCP/IP协议。
因此,工业以太网协议适合用于DCS产品的系统网、控制网,不适合管理网(管理网、系统网、控制网定义参见:
术语与缩写解释)。
3.产品应当遵循的标准或规范
考虑到简洁性,目前该协议开发没有刻意完全遵循某个标准。
但是在媒体访问控制技术上借鉴了POWERLINK协议,与应用开发的接口采用与UDP类似的基于“节点号+端口”的报文收发接口。
4.产品的功能性需求
4.0功能性需求分类
功能类别
描述
双网冗余
工业以太网协议必须支持双以太网冗余通讯,自动诊断并切换。
通讯方式
支持基于报文的节点间任意点对点通讯以及广播通讯方式,每个数据包必须在以太网物理帧的限定之内,即1500字节(物理帧:
6+6+2+[46-1500]+4CRC字节,对应:
目的地址+源地址+类型+数据区+32bit校验和)。
收发送接口
提供C语言编写的接收、发送API接口,该接口是:
◆非面向连接的(不做丢包重发处理)
◆非阻塞的
◆基于节点号+端口的报文收发(类似UDP协议)
站间引用
即使所有服务器同时离线,IO站站间引用不受影响
域间引用
支持多域之间数据引用。
5.产品的非功能性需求
5.1性能需求
需求名称
详细要求
典型应用
系统参数
允许的站个数
数据采集周期=500ms、IO站10M以太网,服务器100M以太网
服务器2个
IO站15个
数据采集周期=250ms、IO站10M以太网,服务器100M以太网
服务器2个
IO站8个
确定性实时
采集周期
请求应答延时
(从服务器发出采集指令到IO站数据到达服务器的时间间隔)
500ms
500ms
250ms
250ms
切换时间
3秒
诊断时间
3秒
网络最大节点数
128个
安全性
工业以太网协议是专用协议,对于病毒等第三方软件,该协议的入口是保密的,垃圾数据不会通过工业以太网协议发送到网络中。
所以,安装工业以太网协议后,应该可以关闭TCP/IP协议与网卡的绑定关系,而一旦关闭TCP/IP协议与网卡的绑定关系,就必须可以保证系统的不受网络病毒等制造的垃圾数据的影响。
兼容性
工业以太网应该建立在通用以太网硬件设备(SWITCH、HUB、网卡),通过纯软件改造解决以太网CSMA/CD机制带来的不确定性因素,达到提供确定性实时的安全的通讯服务的目的。
5.2软硬件环境需求
需求名称
详细要求
操作系统
QNX4.25、Windows2000
交换器
10/100M以太网交换器
网卡
只要有QNX4.25、Windows2000平台上的标准驱动程序即可,对芯片型号没有特殊要求
5.3其他需求
主要属性
详细要求
可移植性
移植到linux等操作系统时,不必修改协议本身,只需根据具体新应用环境修改协议与驱动的接口部分。
5.4应用开发需求
可以分两个阶段来完成工业以太网的应用开发。
一期目标:
(图2)
满足DCS系统两层网络的应用环境,即用工业以太网完成系统网层的数据采集,管理网的数据与系统网完全隔离(走TCP/IP协议)。
(图2)
二期目标:
(图3)
在一期的基础上,满足一层网络的应用环境。
管理网的TCP/IP数据与系统网的工业以太网数据同在一个交换器上,以满足小规模系统的需求。
(图3)
附录A:
用户需求调查报告
常见需求调查方式有:
✧与用户交谈,向用户提问题。
✧参观用户的工作流程,观察用户的操作。
✧向用户群体发调查问卷。
✧与同行、专家交谈,听取他们的意见。
✧分析已经存在的同类软件产品,提取需求。
✧从行业标准、规则中提取需求。
✧从Internet上搜查相关资料。
A.1需求标题1
需求标题1
调查方式
调查人
调查对象
时间、地点
需求信息记录
A.n需求标题N
需求标题N
调查方式
调查人
调查对象
时间、地点
需求信息记录
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- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 工业 以太网 协议 用户 需求
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