[发明专利]一种多类工业以太网总线集成主站

说明书

技术领域

本发明属于现场总线技术领域，具体而言，涉及一种多类工业以太网总线集成主站及多类工业以太网总线并行工作的实现方法，可用于各种自动化控制系统。

背景技术

工业以太网总线技术是现场总线技术领域中最重要、发展最迅速、应用最广泛的分支之一，工业以太网总线采用标准以太网物理层，具备高速、实时、全数字化传输各种信号的能力，在各种类型的自动化控制系统中得到了广泛应用。但是，目前国际标准工业以太网总线协议有多种，各种工业以太网总线协议相互不具备兼容性，目前国内外各家工业以太网总线设备生产商提供的相同种类的产品（如伺服驱动器、I/O设备等）由于使用了不同的工业以太网总线，导致这些产品不具备互换性，各种总线设备无法兼容并存，也不能并行工作，如果需要更换具有不同总线接口的设备，就必须要改变硬件，这给用户带来了极大的不便。

目前还没有一种主站设备能够同时集成多类工业以太网总线协议而且使各类协议并行工作，即在不更换任何硬件的情况下，在同一设备上并行实现多类不同工业以太网总线主站功能，同时连接多类工业以太网从站设备，并使其并行工作。以上问题造成了各种总线设备产品不能兼容并存，不能很好地满足用户的多元化、可互换的配置需求。因此，非常有必要研究一种能够并行实现多类工业以太网总线功能的集成主站，实现各类不同工业以太网总线设备的兼容并存，并对其进行协调并行控制，充分利用各类总线设备的不同优势组成性能优良的自动化控制系统，以打破各种工业以太网总线之间的技术壁垒，更好地满足用户的使用需求。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种能够同时集成多类工业以太网总线功能且使各类总线设备并行协调工作的多类工业以太网总线集成主站。

为实现上述目的，本发明提供了一种多类工业以太网总线集成主站，包括核心处理器、系统总线接口模块，N个双端口数据存储器，中断信号处理模块，N个微处理器，N个网络芯片以及N个网络接口；N为大于等于2且小于等于8的正整数；第一微处理器从第一双端口数据存储器中读取数据并按照第一类工业以太网总线协议标准对数据进行封装处理，然后经第一网络芯片和第一网络接口发送至第一类工业以太网总线的从站，并经从站处理后将需要反馈给主站的数据通过所述第一网络接口上传，反馈数据经所述第一网络芯片上传至第一微处理器，第一微处理器对反馈的总线数据进行解包处理，解包后的数据被写入至第一双端口数据存储器中，数据写入完成后，所述第一微处理器向所述中断信号处理模块写入第一中断申请信号；第二微处理器从第二双端口数据存储器中读取数据并按照第二类工业以太网总线协议标准对数据进行封装处理，然后经第二网络芯片和第二网络接口的发送至第二类工业以太网总线的从站，经从站处理后将需要反馈给主站的数据通过所述第二网络接口上传，反馈数据经所述第二网络芯片上传至所述第二微处理器，所述第二微处理器对反馈的总线数据进行解包处理，解包后的数据写入至所述第二双端口数据存储器中，数据写入完成后，第二微处理器向所述中断信号处理模块写入第二中断申请信号；依次类推，第N微处理器从第N双端口数据存储器中读取数据并按照第N类工业以太网总线协议标准对数据进行封装处理，然后经第N网络芯片和第N网络接口发送至第N类工业以太网总线的从站，并经从站处理后将需要反馈给主站的数据通过所述第N网络接口上传，反馈数据经所述第N网络芯片上传至第N微处理器，第N微处理器对反馈的总线数据进行解包处理，解包后的数据被写入至第N双端口数据存储器中，数据写入完成后，所述第N微处理器向所述中断信号处理模块写入第N中断申请信号；所述中断信号处理模块对所述N个中断申请信号进行逻辑运算，得到一个共用的中断申请信号并将该共用的中断申请信号发送至核心处理器；核心处理器收到该共用的中断申请信号后向所述中断信号处理模块中写入中断信号清除命令以清除所有中断信号，并分别从N个双端口数据存储器中读取N类工业以太网总线上传的数据，核心处理器对数据进行处理后将需要下发的数据通过系统总线接口模块分别写入N个双端口数据存储器中。

更进一步地，所述系统总线接口模块，N个双端口数据存储器和中断信号处理模块设置于FPGA中。

更进一步地，所述N个网络接口为双向数据通信接口。

更进一步地，所述N个微处理器分别用于实现N类工业以太网总线主站功能，通过在所述N个微处理器中设置总线控制参数使得所述N类工业以太网总线控制周期的时长相同。

更进一步地，所述核心处理器通过系统总线与所述FPGA连接。