Für Einzelmastersyteme kann die minimale Buszykluszeit TBZyklus genauer berechnet werden.
Wir berechnen zuerst die Dauer eines PROFIBUS Telegramms:
Jedes Byte in einem Telegramm wird als 11 Bit übertragen (Siehe dazu den Abschnitt über die UART Codierung). Zyklische Nutzdaten werden in einem SD2 Telegramm ohne SAPs übertragen. Ein SD2 Telegramm ohne SAPs umfasst 9 Bytes zusätzlich für Struktur, Adressen und Fehlererkennung, d.h. 99 Bits. Statusabfragen sind ein SD1 Telegramm (ohne Daten) mit 6 Byte und somit 66 Bits und ein Token Telegramm mit SD4 umfasst 3 Byte und somit 33 Bits (Siehe dazu den Abschnitt über die Telegrammformate).
Somit haben wir die Telegrammlängen:
SD1_Telegramm = 66 Bits
SD2_Telegramm = Bytes x 11 + 99 Bit (ohne SAPs)
SD2_Telegramm = Bytes x 11 + 121 Bit (mit SAPs)
SD4_Telegramm = 33 Bits (Token)
Ein Bit hat je nach Bitrate eine unterschiedliche Dauer: Für 12 MBit/s ist tBit = 83 ns und bei 1.5 MBit/s wird tBit = 0,67 µs.
Nun bestimmen wir die Zykluszeit für einen DP Meldungszyklus:
Bild 143: Zeiten für eine Anfrage
wobei
TID1 = “Idle Time” bis der Master für neuen Meldungszyklus bereit ist
TID1 ≈ 37 tBit (für Master basierend auf ASPC2 ASICs)
TMeldungszyklus = TSYN + 2 x SD2_Telegramm + typTSDR + TID1
TMeldungszyklus = 33 + 2x(Bytes x 11 + 99) + 32 + 37
TMeldungszyklus ≈ 300 + Bytes x 11 tBit
Der Buszyklus wird somit
TBZyklus = (TToken + TGAP + Slave x TMeldungszyklus ) tBit
wobei für die einzelnen Werte gilt:
TGAP ist die Zeit um einen GAP-Update durchzuführen. Hier wird der schlechteste Fall angenommen, wenn kein Teilnehmer antwortet und somit die TSL abgewartet werden muss:
TGAP = TSYN + SD1_Telegramm + TSL
TToken ist die Zeit um einen Token zu senden:
TToken = TSYN + SD4_Telegramm + TID2
TID2 ist die „Idle Time“ bis der Master bereit ist einen Token zu senden, typisch 150 tBit
Bytes = Anzahl Input und Output Data Bytes gesammthaft
Slaves = Anzahl der Slaves
Mit TSL wird die maximale Wartezeit auf eine Antwort angenähert. Diese Zeit ist anhängig von der Bitrate und wird hier mit einer absoluten Zeit von 75 µs angenähert
Diese Formel berücksichtigt keine Diagnosemeldungen, keine Telegrammwiederholungen, keine zusätzlichen azyklischen Telegramme und auch keine zusätzlichen Master und stellt somit nur ein ideales Einmastersystem dar!