2. MVB主设备帧发送时序配置与从设备响应捕获

主帧发送时序参数与从帧响应窗口

MVB 主设备在每个基本周期内按微时隙（micro-slot）依次发送主帧，从设备只能在被寻址后的规定响应窗口内回送从帧。要让主从通信稳定建立，主设备侧必须把三个时序量配准：主帧间隔（微时隙长度）、从帧响应超时、帧间保护间隔。三者与 1.5 Mbps 位速率下的位时间（约 666.7 ns）直接相关，配置不当会表现为从帧被截断、误判为无响应或相邻主帧碰撞。

本例采用一台 MVB 主设备（可配置时序寄存器）、一台过程数据从设备，以及一台带时间戳的 MVB 总线监听工具。主设备按 1 ms 基本周期发送主帧，监听工具以位时间为分辨率记录主帧起始沿与从帧起始沿，从而直接读出实际响应延迟。

时序参数配置与捕获流程

主设备侧需要写入的时序参数通常以位时间为单位。以 1.5 Mbps 为例，1 位约 666.7 ns，因此 42 μs 的响应超时约等于 63 位时间。配置时按以下顺序进行，避免参数互相覆盖：

1. 设定微时隙长度 T_slot：本例取 1 ms 基本周期内划分 16 个微时隙，即 T_slot ≈ 62.5 μs。该值必须大于“主帧长度 + 从帧响应窗口 + 保护间隔”之和，否则相邻主帧会挤压从帧。
2. 设定从帧响应超时：取 42 μs（约 63 位时间），略大于从设备最坏响应延迟，留出裕量但不至于吞掉下一个微时隙。
3. 设定帧间保护间隔：取 4 μs（约 6 位时间），用于吸收总线传播延迟与收发器切换抖动。
4. 启动监听工具：在发送主帧前开始记录，确保捕获到主帧起始沿与从帧起始沿的完整时间戳。

下面是一段用于计算并校验上述参数是否自洽的 Python 示例，输入为位速率、微时隙数、主帧位数与从帧位数，输出各时间量与是否满足约束：

BIT_RATE = 1.5e6          # 1.5 Mbps
BIT_TIME = 1 / BIT_RATE   # ≈ 666.7 ns
SLOTS_PER_CYCLE = 16
CYCLE = 1e-3              # 1 ms 基本周期
T_SLOT = CYCLE / SLOTS_PER_CYCLE      # 62.5 μs
T_RESP_TIMEOUT = 42e-6    # 从帧响应超时
T_GUARD = 4e-6            # 保护间隔
MASTER_BITS = 16          # 主帧位数（示例）
SLAVE_BITS = 16           # 从帧位数（示例）

t_master = MASTER_BITS * BIT_TIME
t_slave = SLAVE_BITS * BIT_TIME
need = t_master + T_RESP_TIMEOUT + T_GUARD

print(f"位时间 = {BIT_TIME*1e9:.1f} ns")
print(f"T_slot = {T_SLOT*1e6:.1f} μs")
print(f"主帧时长 = {t_master*1e6:.2f} μs, 从帧时长 = {t_slave*1e6:.2f} μs")
print(f"所需最小微时隙 = {need*1e6:.2f} μs")
print("时序自洽" if T_SLOT >= need else "T_slot 过小，需增大或缩短响应超时")

按上述示例参数，所需最小微时隙约为 10.7 μs + 42 μs + 4 μs ≈ 56.7 μs，小于 62.5 μs，因此配置自洽。若把响应超时误设为 60 μs，则所需最小微时隙超过 62.5 μs，相邻主帧将挤压从帧窗口，监听工具上会看到从帧被下一主帧起始沿截断。

捕获结果判读

监听工具导出的事件序列应包含“主帧起始”“从帧起始”“超时”三类标记。判读时按以下条件逐条核对：