【导读】IO-Link数据链路层是连接物理层与应用层的核心枢纽，负责主从站间的可靠数据传递。它通过消息处理、模式转换、过程数据与按需数据四大模块，实现设备状态管理、过程数据交换和按需参数读写。该层具备自动波特率检测机制，支持三种标准速率自适应与自定义速率扩展，并通过错误检测与重传机制确保传输可靠性。数据链路层作为协议栈的功能主体，承载着约90%的通信协议实现，是构建稳定IO-Link通信系统的关键技术基础。
01 链路层总览
数据链路层（Data Link Layer，DL）在IO-Link协议栈中承担承上启下的作用，负责在主站与从站之间通过物理链路传递消息。该层包括消息处理模块、模式转换模块、过程数据处理模块（PD）及按需数据处理模块（OD）。
—— DL层的主要功能与职责 ——
DL层定义了一组供应用层（AL）使用的DL服务，用于交换过程数据（PD）和按需数据（OD）。
同时，DL层还定义了另一组供系统管理（SM）使用的DL服务，用于获取设备识别参数以及配置数据链路内部的状态机。
DL层利用物理层服务（PL-Services）控制物理层（PL），并完成UART帧的交换。
DL层还负责消息的错误检测（包括内部协议错误及物理层上报的错误），并采取相应纠错措施（例如重传）。
整个协议栈的开发中，约90%的代码集中在数据链路层。该层包含四大模块：On-RequestData、ProcessData、DL-Mode和Message。其中，OD模块进一步划分为三个子模块：ISDU、CMD和Event。
Message模块：与物理层交互，负责处理物理层传递的消息，包括解码、解析与缓存，并将数据分发给其他模块（如PD和OD）；同时也接收其他模块的数据，进行打包和校验后交由物理层发送。
On-request模块：根据Message模块传递的数据进行分类，分别交由ISDU、CMD和Event三个子模块处理。
DL-mode模块：与SystemManagement模块交互，确定当前主站或从站的状态，例如Pre-Operate或Operate等。
Process Data模块：负责处理输入和输出的过程数据。
02 DL-Mode
DL-Mode的首要任务是检测唤醒信号，并按照规定的速率依次探测从站的通信速率。
当主站尝试与从站建立IO-Link通信时，首先发送一个唤醒信号，随后立即发送第一条消息（0xA2 0x00），该消息用于读取从站的CycleTime。
在唤醒请求（WURQ）之后，DL模块在TREN时间和TDMT时间之后，按照COM3、COM2、COM1的指定传输速率依次发送测试消息，直至收到从站的响应报文。具体步骤如下：
主站以COM3速率（230400 bit/s）发送消息；
主站以COM2速率（38400 bit/s）发送消息；
主站以COM1速率（4800 bit/s）发送消息；
从站以COM1速率响应。
根据图示，主站每间隔500ms重复执行上述探测流程，直到收到从站响应为止。每次500ms周期内的探测过程具体如下：
在一个发送周期内包含三个重试子周期，即规范中所称的“三次重试”。若三次重试均未成功，主站将重新进入SIO状态，并再次发起唤醒和探测流程。
进一步观察每个重试子周期的具体序列，其顺序为：先发送唤醒信号，再依次以三种不同速率进行探测。
基于上述机制，理论上可调整探测报文的通信速率。若同时修改主站和从站的速率，即可实现自定义IO-Link通信速率。目前我们已在400Kbps速率下成功实现IO-Link通信。
在数据链路层的时间检测方面，需严格遵循以下规则：
（此处原有图表或规则未展开，建议补充具体时间参数或规范条目）
03 Fallback
根据规范，IO-Link主站具备发送Fallback指令的能力，该指令可强制设备切换至SIO模式。尽管该指令在实际应用中较少使用，但对主站而言具有实际意义：发送Fallback后，主站将终止IO-Link通信，切换至DI/DO模式。从站也需同步切换至DI/DO模式，即将Pin4由串口模式切换为DI/DO模式。
规范要求，设备在接收到Fallback指令后，必须在500ms内完成向SIO模式的切换。
