一个完整的PROFINET IO设备协议机解析

协议是一系列描述消息格式和处理过程的规则，目的是在计算机之间实现信息交互。状态机是自动处理协议的一种机制，协议机则是状态机（State Machine）的一种特例。

PROFINET IO设备协议栈完整组成

PROFINET IO主要分为控制器和设备，本文着重于IO设备的协议及其描述。

PROFINET IO协议包含了很多协议机，各个协议机提供接口，提供给其他协议机调用。下图显示了PROFINET IO设备中的协议机（灰色），箭头表示协议机提供对外接口。

一个完整的PROFINET协议机包括了IP、ARP、ICMP、DHCP、DNS、UDP、RPC、PPM、CPM、APMS、APMR、ALPMI、ALPMR、CPMDEV、RMPM、FSPMDEV和LMPM等。

• PROFINET IO用户层调用FSPM的接口实现用户数据和协议栈数据交互
• CMDEV协议机用于上下文关系，也就是控制器和设备之间建立一个应用关系AR，启动或停止其他协议机，还会收到其他协议发出的错误，通过日志方式记录
• RMPM（资源管理协议机）耦合CMDEV和其他协议机，映射并封装了所有RPC服务和处理地址分配
• LLDP通过与邻居交换信息起到无组态工具情况下进行设备替换
• DCP发现和配置协议基于数据链路层协议报文来配置站名和IP地址，用于对IO设备进行地址解析和名称分配；
• CM用于设备和主站建立应用关系，通过基于UDP协议的RPC发起连接请求并参数
• 数据生产协议状态机（PPM）和数据消费协议状态机（CPM）支持IO数据传输
• ALARM协议机包括ALPMI和ALPMR，用于报警通信的

初衷

PROFINET IO设备的实现有硬件方案也有软件方案，国外的商业软件协议栈架构复杂，很多技术细节非常难懂。如果可以通过一种最基本的代码框架来实现，则可以大大降低PROFINET技术的认知难度。各个协议栈的基本实现将在后续博客中讲述。