專利名稱：一種工業(yè)以太網(wǎng)通信控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及現(xiàn)場總線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種工業(yè)以太網(wǎng)通信控制器。
背景技術(shù)：
Ethernet/IP是一種開放協(xié)議，它使用如下的現(xiàn)有成熟技術(shù)①IEEE 802. 3物理和數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議；②Khernet TCP/IP協(xié)議組；③控制和信息協(xié)議(CIP)，它提供的I/O報(bào)文和信息，以及對(duì)等層通訊報(bào)文。Ethernet/IP成功之處在于TCP/UDP/IP之上附加CIP，提供一個(gè)公共的應(yīng)用層。CIP的控制部分用于實(shí)時(shí)I/O報(bào)文和隱性報(bào)文。CIP的信息部分用于報(bào)文交換，也稱作顯示報(bào)文ControlNet、DeviceNet和Ethernet/IP都使用該協(xié)議通信， 3種網(wǎng)絡(luò)分享相同的對(duì)象庫，對(duì)象和裝置行規(guī)(device profile)，使得多個(gè)供應(yīng)商的裝置能在上述3種網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)即插即用。對(duì)象的定義是嚴(yán)格的，在同一種網(wǎng)絡(luò)上支持實(shí)時(shí)報(bào)文、組態(tài)和診斷。Ethernet/IP能夠處理多達(dá)每包1500字節(jié)的大批量數(shù)據(jù)，它可以預(yù)報(bào)方式管理大批量數(shù)據(jù)。目前，Ethernet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正在快速發(fā)展，成本也在迅速下降，因而Khernet/ IP得到了越來越廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)有工業(yè)通訊協(xié)議如M0DBUS、CAN等通訊速率較慢，隨著Ethernet/IP協(xié)議的發(fā)展及控制信息的增加，這些通訊協(xié)議所能支持的通訊速率已逐漸不滿足實(shí)際要求滿足實(shí)際要求。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)方案的不足，本實(shí)用新型提出一種工業(yè)以太網(wǎng)通信控制器，其通過 Ethernet/IP協(xié)議建立了上位機(jī)通過以太網(wǎng)對(duì)現(xiàn)場設(shè)備的并口或串口方式的控制。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下一種工業(yè)以太網(wǎng)通信控制器，包括電源、嵌入式微控制器、隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、RJ45以太網(wǎng)通信接口、并行接口和串行接口，隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、RJ45以太網(wǎng)通信接口、并行接口和串行接口分別和嵌入式微控制器連接，電源接于上述的嵌入式微控制器、RJ45以太網(wǎng)通信接口、并行接口和串行接口 ；其中，所述嵌入式微控制器是一 ARM9內(nèi)核微處理器，所述隨機(jī)存儲(chǔ)器是一 SDRAM，所述只讀存儲(chǔ)器是一 NAND FLASH ROM，所述RJ45以太網(wǎng)通信接口包括以太網(wǎng)控制器、隔離變壓器、電平轉(zhuǎn)換器，該隔離變壓器的初級(jí)和次級(jí)分別接于以太網(wǎng)控制器的輸出端和電平轉(zhuǎn)換器的輸入端；所述并行接口和串行接口的端子接現(xiàn)場設(shè)備，RJ45以太網(wǎng)通信接口的端子接以太網(wǎng)或者上位機(jī)。本實(shí)用新型通過采用上述技術(shù)方案，具有的有益效果是1.上位機(jī)可通過RJ45以太網(wǎng)通信接口以Ethernet/IP協(xié)議跟并行接口和/或串行接口跟現(xiàn)場設(shè)備建立1/0連接，與之進(jìn)行面向控制的實(shí)時(shí)1/0數(shù)據(jù)。2.現(xiàn)場設(shè)備可在接收上位機(jī)的顯示報(bào)文的連接請求后，上傳其設(shè)備的系統(tǒng)相關(guān)信肩、ο3.通過對(duì)并行接口和/或串行接口的配置，可適用于各種現(xiàn)場設(shè)備。
圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例的系統(tǒng)構(gòu)架示意圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖1和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。參閱圖1所示，一種工業(yè)以太網(wǎng)通信控制器，由電源7、嵌入式微控制器1、隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM) 3、只讀存儲(chǔ)器(ROM) 2、RJ45以太網(wǎng)通信接口 6、并行接口 4和串行接口 5連接構(gòu)成，隨機(jī)存儲(chǔ)器3、只讀存儲(chǔ)器2、RJ45以太網(wǎng)通信接口 6、并行接口 4和串行接口 5分別和嵌入式微控制器1連接，電源7接于上述的嵌入式微控制器1、RJ45以太網(wǎng)通信接口 6、 并行接口 4和串行接口 5;其中，所述嵌入式微控制器1是一 ARM9內(nèi)核微處理器，所述隨機(jī)存儲(chǔ)器3是一 SDRAM， 所述只讀存儲(chǔ)器2是一 NAND FLASH ROM,所述RJ45以太網(wǎng)通信接口 6包括以太網(wǎng)控制器 601、隔離變壓器602、電平轉(zhuǎn)換器603，該隔離變壓器602的初級(jí)和次級(jí)分別接于以太網(wǎng)控制器601的輸出端和電平轉(zhuǎn)換器603的輸入端；所述并行接口 4和串行接口 5的端子接現(xiàn)場設(shè)備，RJ45以太網(wǎng)通信接口 6的端子接以太網(wǎng)或者上位機(jī)。作為本實(shí)用新型的一實(shí)施例，該工業(yè)以太網(wǎng)通信控制器的ARM9內(nèi)核微處理器是通過外接一 12MHZ的無源晶振獲得203MHZ的核心工作頻率。優(yōu)選的，是采用選16/32位 RISC微處理器S3C2410A。此微處理器采用ARM920T內(nèi)核，最高工作頻率可達(dá)203MHz，它的低功耗、精簡而出色的全靜態(tài)設(shè)計(jì)適用于對(duì)成本和功耗敏感的應(yīng)用；同時(shí)它還采用了一種口LH故 Advanced Microcontroller Bus Architecture (AMBA)ifM^^^nl^, λλ ι^ T^b 理器的指令執(zhí)行效率。ARM920T內(nèi)核實(shí)現(xiàn)了 MMU、Harvard高速緩沖體系結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)立的 16KB指令Cache和16KB數(shù)據(jù)Cache(每個(gè)多時(shí)由8字長的行構(gòu)成)。此外S3C2410A提供一系列完整的系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備，大大降低了系統(tǒng)外圍系統(tǒng)的復(fù)雜度，消除了系統(tǒng)配置額外器件的需要。S3C2410A提供的主要內(nèi)部設(shè)備有外部存儲(chǔ)控制器(SDRAM控制和片選邏輯)、LCD 控制器、3通道UART、具有日歷功能的RTC、內(nèi)部PLL時(shí)鐘倍頻器等。S3C2410A的內(nèi)核供電電壓為1. 8V，此時(shí)芯片的最高工作時(shí)鐘頻率為203MHz。本文采用12MHz的外部無源晶體振蕩器作為系統(tǒng)PLL (鎖相環(huán))基準(zhǔn)輸入時(shí)鐘源，通過配置S3C2410A的內(nèi)部寄存器PLLCON 將CPU的核心工作頻率設(shè)置為203MHz。上述的S3C2410內(nèi)部不提供程序存儲(chǔ)器ROM和隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM，因此必須通過外部擴(kuò)展足夠容量的程序存儲(chǔ)器ROM和隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM。優(yōu)選的，所述的NAND FLASH ROM的存儲(chǔ)容量是64MB，所述的SDRAM的存儲(chǔ)容量是32MB。更優(yōu)選采用64Mb的NAND Flash Rom 芯片k9f 1208u0a作為程序存儲(chǔ)器，并采用2片32Mb的SDRAM芯片HY57V561620BT作為系統(tǒng)內(nèi)存擴(kuò)展，大容量的Flash Memory和SDRAM是系統(tǒng)軟件能夠穩(wěn)定、快速的運(yùn)行的保證。 S3C2410A具有專門的存儲(chǔ)器控制器提供訪問外部存儲(chǔ)器所需的存儲(chǔ)器控制信號(hào)，它把外部存儲(chǔ)器的尋址空間分為8個(gè)bank (每個(gè)bankl28M字節(jié)，共IG字節(jié)存儲(chǔ)容量)。其中6個(gè)是ROM, SRAM等類型的存儲(chǔ)器bank，剩下的2個(gè)可以作為ROM, SRAM, SDRAM等存儲(chǔ)器bank ； 除bankO之外，都具有可編程的8/16/32位的數(shù)據(jù)總線帶寬；S3CM10具有支持SDRAM的自刷新和掉電模式。其以太網(wǎng)控制器601選用的是具備lOMbit/s的傳輸速率，支持全雙工運(yùn)作模式，內(nèi)建緩沖區(qū)提供傳送接收訊框(Frames)，可對(duì)錯(cuò)誤的封包自動(dòng)排除，此外，具備自動(dòng)調(diào)適網(wǎng)絡(luò)交通的模式以及系統(tǒng)可用的資源的IC，其隔離變壓器602在30Hz時(shí)共模抑制比大于59dB。優(yōu)選的是CS8900A-IQ3芯片作為Ethernet/IP通訊處理器的以太網(wǎng)控制器。 CS8900A-IQ3主要特點(diǎn)是10Mbit/s的傳輸速率、支持全雙工運(yùn)作模式、內(nèi)建緩沖區(qū)提供傳送接收訊框(Frames)、可對(duì)錯(cuò)誤的封包自動(dòng)排除等；此外，其特有的I^cketfage結(jié)構(gòu)可以自動(dòng)調(diào)適網(wǎng)絡(luò)交通的模式以及系統(tǒng)可用的資源。以太網(wǎng)通訊接口設(shè)計(jì)中還需使用隔離變壓器，其主要作用是把設(shè)備的有源部分和其網(wǎng)絡(luò)接口隔離開，以避免干撓網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。隔離變壓器應(yīng)該提供盡可能高的共模抑制比，0DVA/CI推薦采用在30HZ時(shí)共模抑制比在59dB以上的隔離變壓器。本實(shí)用新型的ARM9內(nèi)核微處理器上電復(fù)位后，先進(jìn)行硬件的初始化，繼而通過 RJ45以太網(wǎng)通信接口 6和工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)上的其他設(shè)備建立鏈接，在鏈接成功后，即可進(jìn)行以太網(wǎng)數(shù)據(jù)收發(fā)；ARM9內(nèi)核微處理器將收到的數(shù)據(jù)報(bào)文完成TCP/UDP協(xié)議解析，接著對(duì)解析后的數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行Khernet/IP協(xié)議解析，ARM9內(nèi)核微處理器處理解析后的數(shù)據(jù)報(bào)文， 根據(jù)得到數(shù)據(jù)報(bào)文控制并行接口 4或串行接口 5輸出控制信息至現(xiàn)場設(shè)備。盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1. 一種工業(yè)以太網(wǎng)通信控制器，其特征在于，包括電源、嵌入式微控制器、隨機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、RJ45以太網(wǎng)通信接口、并行接口和串行接口，隨機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、 RJ45以太網(wǎng)通信接口、并行接口和串行接口分別和嵌入式微控制器連接，電源接于上述的嵌入式微控制器、RJ45以太網(wǎng)通信接口、并行接口和串行接口 ；其中，所述嵌入式微控制器是一 ARM9內(nèi)核微處理器，所述隨機(jī)存儲(chǔ)器是一 SDRAM，所述只讀存儲(chǔ)器是一 NAND FLASH ROM，所述RJ45以太網(wǎng)通信接口包括以太網(wǎng)控制器、隔離變壓器、 電平轉(zhuǎn)換器，該隔離變壓器的初級(jí)和次級(jí)分別接于以太網(wǎng)控制器的輸出端和電平轉(zhuǎn)換器的輸入端；所述并行接口和串行接口的端子接現(xiàn)場設(shè)備，RJ45以太網(wǎng)通信接口的端子接以太網(wǎng)或者上位機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及現(xiàn)場總線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種工業(yè)以太網(wǎng)通信控制器。本實(shí)用新型的工業(yè)以太網(wǎng)通信控制器，包括電源、嵌入式微控制器、隨機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、RJ45以太網(wǎng)通信接口、并行接口和串行接口，RAM、ROM、RJ45以太網(wǎng)通信接口、并行接口和串行接口分別和嵌入式微控制器連接。本實(shí)用新型通過采用上述技術(shù)方案，具有的有益效果是1.上位機(jī)可通過RJ45以太網(wǎng)通信接口以Ethernet/IP協(xié)議跟并行接口和/或串行接口跟現(xiàn)場設(shè)備建立I/O連接，與之進(jìn)行面向控制的實(shí)時(shí)I/O數(shù)據(jù)交互；2.通過對(duì)并行接口和/或串行接口的配置，可適用于各種現(xiàn)場設(shè)備。
文檔編號(hào)H04L29/06GK202026320SQ20112004299
公開日2011年11月2日 申請日期2011年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月21日
發(fā)明者蔡崗全 申請人:廈門億普達(dá)信息科技有限公司