阮可意　曹剑馨　孙海洋

摘 要：在分析FF总线数据链路层协议的基础上，对FF总线链路活动调度器进行了形式化建模方法研究，建立了FF设备中链路活动调度器LAS的有限状态机模型，为现场总线网络的性能分析提供理论基础。

关键词：FF总线;有限状态机;链路活动调度;建模

中图分类号：TP273.5文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）05-0021-03

Abstract： Based on the analysis of FF Bus Data link layer protocol， the formal modeling method of FF Bus link active scheduler was studied， and the finite state machine model of link active scheduler LAS in FF device was established， which provided a theoretical basis for the performance analysis of fieldbus network.

Keywords： foundation fieldbus;finite state machine;LAS;modeling

基金会现场总线简称为FF（Foundation Fieldbus）总线[1]，由现场总线基金会组织开发，是一种多站点式、双向、串行的通信系统。其因全数字化、全信息化和智能化，在过程自动化领域得到了广泛应用。

1 现场总线形式化建模现状

为提高总线的实时性与可靠性，人们对现场总线协议的关注度越来越高，以期改善现场总线系统的性能。这就需要在现场总线的开发、设计、测试、维护等各个阶段对总线上的相关定义与通信机制进行精准的形式化描述。目前，对总线协议形式化建模的方法主要包括有限状态机[2]和Petri网[3-6]的分析方法。

有限状态机（Finite State Machine，FSM）简单，状态间的转换关系直观易懂，还可以与其他形式的方法进行组合或转换，并且容易实现自动完成。

本文利用有限状态机对FF总线链路活动调度模型器进行了建模，为现场总线网络的性能分析提供理论基础。

2 FF总线数据链路层协议分析

FF现场总线通信模型参考了开放式系统互联通信参考模型（Open System Interconnection Reference Model， OSI），共四层结构，包括物理层、数据链路层、应用层及用户层，如图1所示。

FF总线能否进行确定、实时通信的关键就在于数据链路层。因此，在基金会现场总线的整个协议栈中，数据链路层的定义具有十分重要的地位。……