CANopen笔记1 -- SDO服务数据对象

　　CAN现场总线只定义了OSI网络模型的第一层(物理层) 和第二层(数据链路层) ，而这两层一般已被CAN硬件完全实现了。由于没有规定应用层，本身并不完整，需要一个高层协议来定义CAN报文中的11/29位标识符和8字节数据的使用。而且，随着CAN总线的广泛应用，国内外很多公司都开发出使用CAN总线的控制设备，为了使各种CAN设备可以互相兼容，需要一个开放的、标准化的高层协议来实现各种CAN设备进行标准的、统一的通讯。

　　CANopen协议的子协议——实时伺服驱动和运动控制协议(CiA DSP402)是专门针对驱动装置和运动控制装置等运动控制系统的协议规范，该协议定义了伺服驱动器、变频器和步进式电机控制器的功能特性，它还指定了多种操作模式和相应的组态参数。CANopen协议的特点尤其是 DSP402 子协议的针对性决定了其适用于分布式运动控制系统。CANopen协议目前还没有开放的协议源代码，用户使用该协议时可以选择购买或者根据自己的需求进行编程实现。

CANopen和CAN报文关系

　　CAN 报文由7个不同的位域组成，而CANopen就是规定其中的仲裁域(11 位标识符) 和数据域(8 字节数据) 的使用情况

术语

　　COB —— 通讯对象，在 CAN 网络上的一个传输单元。Communication object; a CAN message

　　SDO —— 服务数据对象，一种COB。主要用来在设备之间传输大的低优先级数据，典型的是用来配置CANopen网络上的设备。

　　PDO —— 进程数据对象，一种COB。用来传输实时数据，比如控制命令、给定值和实际值。

　　EDS —— 电子数据表。 EDS 文件包含关于节点及其对象字典的信息。

　　NMT —— 网络管理。它负责CAN 网络上的初始化、配置和故障处理。

　　OD —— 对象字典。对象字典是所有数据结构的集合，这些数据涉及设备的应用程序、通信以及状态机，对象字典利用对象来描述CANopen设备的全部功能。对象字典位于通信层和用户层之间，它的作用主要是为用户提供服务接口。

COB-ID

　　CANopen 是一个基于 CAN （控制局域网）串行总线系统和 CAL（ CAN 应用层）的高层协议。 CANopen 的核心概念是设备对象字典（ OD： Object Dictionary），CANopen 通讯通过对象字典（ OD）能够访问驱动器的所有参数。

　　COB-ID（通讯对象标识符）分配：

　　The type of COB transmitted is indicated in the arbitration field of the message, and thereby determines its priority. 注意：PDO/SDO 的发送/接受是由（ slave）CAN节点方观察的。即要发送SDO数据帧给设备（如驱动器），COB应为SDO-Receive类型。

SDO

　　SDO 用来访问一个设备的对象字典。访问者被称作客户 (client)，对象字典被访问且提供所请求服务的 CANopen 设备别称作服务器(server)。客户端的 CAN 报文和服务器的应答CAN 报文长度为8个字节（注意不是所有的数据字节都包含有效信息，不够8字节的要补0）。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。When using SDOs, it is important to remember that: An SDO has a lower priority than a PDO；An SDO session is not complete until it is confirmed.

　　SDO的通讯原则很简单，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。如下图所示。

　　SDO 有 2 种传送机制：

1. 快速传送（Expedited transfer）：最多传输 4 字节数据
2. 分段传送（Segmented transfer）：传输数据长度大于 4 字节

　　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。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。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。