專利名稱：一種具有實時性的profinet總線接口裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及計算機通信技術以及工業(yè)自動化技術，特別涉及一種具有實時性的PROFINET總線接口裝置。
背景技術：
PROFINET 由是由 PROFINET & PROFINET International (PI)國際組織推出的開放式工業(yè)以太網標準，是新一代基于工業(yè)以太網技術的自動化總線標準。PROFINET具有以下特點:(I) PROFINET是基于工業(yè)以太網；(2) PROFINET遵循TCP/IP和IT標準；PROFINET是實時以太網；(3) PROFINET可以無縫集成現場總線系統(tǒng)。這些特點決定了 PROFINET作為一項戰(zhàn)略性的技術創(chuàng)新，能為自動化通信領域提供一個完整的網絡解決方案，囊括了諸如實時以太網、運動控制、分布式自動化、故障安全以及網絡安全等當前自動化領域的熱點話題，并且作為跨供應商的技術，可以完全兼容工業(yè)以太網和現有的現場總線(如PROFINET)技術，保護現有投資。根據響應時間的不同，PROFINET支持下列三種通信方式:(I) TCP/IP標準通信；
(2)實時(RT)通信；(3)同步實時(IRT)通信。其實現方式如圖1所示。對于TCP/IP標準通信，PROFINET基于工業(yè)以太網技術，使用TCP/IP和IT標準。TCP/IP是IT領域關于通信協(xié)議方面事實上的標準，盡管其響應時間大概在100 ms的量級，不過，對于工廠控制級的應用來說，這個響應時間足夠。對于傳感器和執(zhí)行器設備之間的數據交換，系統(tǒng)對響應時間的要求更為嚴格，大概需要5 -1Oms的響應時間。PROFINET提供了一個優(yōu)化的、基于以太網第二層的實時通信通道，通過該實時通道，極大地減少了數據在通信棧中的處理時間，因此，PROFINET獲得了等同、甚至超過傳統(tǒng)現場總線系統(tǒng)的實時性能。對于運動控制要求，PROFINET的同步實時( Isochronous Real-Time, IRT)技術可以滿足運動控制的高速通信需求，在100個節(jié)點下，其響應時間要小于1ms，抖動誤差要小于I μ s，以此來保證及時的、確定的響應。PROFINET雖然兼容標準以太網通信協(xié)議，但對于有實時性通信要求的設備而言，接入PROFINET必須支持PROFINET協(xié)議對標準以太網的擴展部分，而不是用常規(guī)的以太網接口方式即可順利地接入。因此，傳統(tǒng)上對于這部分應用設備的開發(fā)者來說，只能遵循開放的PROFINET協(xié)議，從底層將PROFINET接口開發(fā)納入到整個應用設備開發(fā)中。由于PROFINET協(xié)議較為復雜，這種開發(fā)方式對一般的應用設備開發(fā)者來說難度較大，周期較長?，F有接入技術方案不具有滿足PROFINET實時性通信模式的能力，只能要求開發(fā)者使用專用芯片或模塊，直接從PROFINET底層開發(fā)做起，其開發(fā)工作需要涉及到PROFINET的具體細節(jié)，這樣會使開發(fā)難度和周期大大增加。例如專利申請?zhí)枮镃N201120090299.6，專利申請日為2011年3月31日，名稱為“基于ANYBUS-S模塊的PROFINET工業(yè)以太網輸入輸出單元”的實用新型專利，其具體技術方案為:一種基于ANYBUS-S模塊的PROFINET工業(yè)以太網輸入輸出單元，包括:PR0FINET接口單元，完成對ANYBUS-S的初始化并控制其用于與PROFINET之間進行數據通信；1/0接口單元，通過8255進行單片機1/0 口擴展，通過光耦隔離和AD、DA轉換電路完成外圍數字量和模擬量數據的處理；短路保護與自診斷單元，在I/O接口單元電路中發(fā)生短路時，斷開電源給予短路保護，并將短路過程中的診斷數據傳送給PROFINET 接口單元。上述專利為了實現遠程的IO控制功能，就要求開發(fā)者使用專用模塊ANYBUS-S，然后通過微控制器以及鎖存器與專用模塊ANYBUS-S通過地址、數據總線來實現數據的交互，而這部分開發(fā)工作耗時而又繁瑣。同時這種PROFINET接入也不具有實時通信能力。

發(fā)明內容
為減少開發(fā)難度和縮短開發(fā)周期，使設備開發(fā)者集中于應用設備本身以及應用設備而無需過多關注PROFINET協(xié)議細節(jié)，現提出不需要開發(fā)者使用專用芯片或模塊、并且具有實時通信能力的一種具有實時性的PROFINET總線接口裝置。為實現上述技術效果，本發(fā)明技術方案如下:
一種具有實時性的PROFINET總線接口裝置，其特征在于:包括PROFINET協(xié)議轉換模塊、數據緩存模塊、控制模塊以及應用設備接口模塊，所述PROFINET協(xié)議轉換模塊連接至PROFINET總線，所述數據緩存模塊與PROFINET協(xié)議轉換模塊相連，所述控制模塊與數據緩存模塊相連，所述應用設備接口模塊與所述控制模塊相連，所述應用設備接口模塊通過應用設備通訊總線與應用設備相連。所述各相連模塊之間的信號均為雙向傳遞。各部分的工作原理如下:
所述PROFINET協(xié)議轉換模塊實現PROFINET物理層、網絡數據鏈路層、網絡層以及傳輸層通信協(xié)議，負責從所述數據緩存模塊處提取原始數據，然后以PROFINET協(xié)議報文的形式發(fā)送至PROFINET總線；同時負責從PROFINET總線接收協(xié)議報文，以原始數據的形式存儲到所述數據緩存模塊中。所述數據緩存模塊負責分別存儲欲轉發(fā)至應用設備和欲轉發(fā)至PROFINET總線的原始數據，從而使所述PROFINET總線接口裝置達到實時通信模式的要求，為防止數據沖突，發(fā)至應用設備和PROFINET總線的原始數據分別放置于不同的數據區(qū)塊中。所述控制模塊負責從所述數據緩存模塊中獲取欲轉發(fā)至應用設備的原始數據并將其轉發(fā)給所述應用設備接口模塊，同時從所述應用設備接口模塊處提取應用設備欲發(fā)送至PROFINET總線的原始數據，并存儲至所述數據緩存模塊。所述應用設備接口模塊負責按照應用設備通信總線協(xié)議，從應用設備處獲取原始數據，然后發(fā)送給所述控制模塊，同時也將所述控制模塊從PROFINET總線上獲取的原始數據發(fā)送到應用設備通信總線上?？偩€接口裝置包括PROFINET總線通信單元7、數據緩沖器8、微控制器9、以及總線收發(fā)器10，所述PROFINET協(xié)議轉換模塊為PROFINET總線通信單元，PROFINET總線通信單元包括PROFINET物理層接口和PROFINET通信控制器，數據緩存模塊為數據緩沖器，所述控制模塊為微控制器內核，應用設備接口模塊為SPI總線接口單元，所述SPI總線接口單元包括SPI總線控制器和總線收發(fā)器；所述PROFINET物理層接口和PROFINET通信控制器信號連接，PROFINET通信控制器與數據緩沖器信號連接，微控制器內核與數據緩沖器信號連接，SPI總線控制器與微控制器內核 信號連接，總線收發(fā)器與SPI總線控制器信號連接，應用設備通過SPI總線與總線收發(fā)器信號連接，PROFINET總線與PROFINET物理層接口信號連接?？偩€接口裝置包括PROFINET總線通信單元13、數據緩沖器14、微控制器15、以及電平轉換器16。其中PROFINET總線通信單元13在物理上包括PROFINET物理層接口 13a以及PROFINET通信控制器13b ;微控制器15在物理上包括微控制器內核15a和IO外設控制器15b ;在邏輯上，PROFINET總線通信單元13對應于所述的PROFINET協(xié)議轉換模塊2，數據緩沖器14對應于所述的數據緩存模塊3，微控制器內核15a對應于所述的控制模塊4，IO外設控制器15b和電平轉換器16組成的并口接口單元17對應于所述的應用設備接口模塊5。本發(fā)明的優(yōu)點在于:
1、一種具有實時性的PROFINET總線接口裝置使得應用設備開發(fā)者只需采用已有的、標準的通信接口方式即可方便、快速地完成與PROFINET總線接口裝置的通信，進而實現與PROFINET總線的接入。本發(fā)明將為應用設備開發(fā)者提供一個已知的、不涉及PROFINET底層協(xié)議的標準總線接口，這會使應用設備開發(fā)者感覺是在和已有的標準總線通信一樣。2、一種具有實時性的PROFINET總線接口裝置中的所述應用設備接口模塊可以根據不同的應用設備通信總線(如并口、UART、SP1、I2C、PCI)等進行適配，以滿足不同的應用設備開發(fā)者的需求。3、一 種具有實時性的PROFINET總線接口裝置中采用了所述數據緩存模塊，通過這種方式能夠方便地實現大規(guī)模的高速數據交換，為具有實時性要求的PROFINET通信提供保障。本發(fā)明創(chuàng)造性地用于PROFINET總線接口裝置來實現大規(guī)模的高速數據交換，以滿足PROFINET實時工作模式的需求。


圖1是PROFINET總線體系結構示意圖。圖2是本發(fā)明的PROFINET總線接口裝置的邏輯組成框圖。圖3是本發(fā)明實施例1的PROFINET總線接口裝置的物理實現框圖。圖4是本發(fā)明較佳實施例的PROFINET總線接口裝置的工作流程圖。圖5是本發(fā)明實施例2的PROFINET總線接口裝置的物理實現框圖。附圖中:PR0FINET總線接口裝置1、6、12，PROFINET協(xié)議轉換模塊2，數據緩存模塊3，控制模塊4，應用設備接口模塊5，PROFINET總線通信單元7，PROFINET物理層接口 7a，PROFINET通信控制器7b，數據緩沖器8，微控制器9，微控制器內核9a，SPI總線控制器％，總線收發(fā)器10，SPI總線接口單元11，PROFINET總線通信單元13，PROFINET物理層接口13a，PROFINET通信控制器13b，數據緩沖器14，微控制器15，微控制器內核15a，10外設控制器15b,電平轉換器16。
具體實施例方式一種具有實時性的PROFINET總線接口裝置包括PROFINET協(xié)議轉換模塊2、數據緩存模塊3、控制模塊4以及應用設備接口模塊5，所述PROFINET協(xié)議轉換模塊2連接至PROFINET總線，所述數據緩存模塊3與PROFINET協(xié)議轉換模塊2相連，所述控制模塊4與數據緩存模塊3相連，所述應用設備接口模塊5與所述控制模塊4相連，所述應用設備接口模塊5通過應用設備通訊總線與應用設備相連。所述各相連模塊之間的信號均為雙向傳遞。所述PROFINET協(xié)議轉換模塊2實現PROFINET物理層、網絡數據鏈路層、網絡層以及傳輸層通信協(xié)議，負責從所述數據緩存模塊3處提取原始數據，然后以PROFINET協(xié)議報文的形式發(fā)送至PROFINET總線；同時負責從PROFINET總線接收協(xié)議報文，以原始數據的形式存儲到所述數據緩存模塊3中。所述數據緩存模塊3負責分別存儲欲轉發(fā)至應用設備和欲轉發(fā)至PROFINET總線的原始數據，從而使所述PROFINET總線接口裝置I達到實時通信模式的要求，為防止數據沖突，發(fā)至應用設備和PROFINET總線的原始數據分別放置于不同的數據區(qū)塊中。所述控制模塊4負責從所述數據緩存模塊3中獲取欲轉發(fā)至應用設備的原始數據并將其轉發(fā)給所述應用設備接口模塊5，同時從所述應用設備接口模塊5處提取應用設備欲發(fā)送至PROFINET總線的原始數據，并存儲至所述數據緩存模塊3。所述應用設備接口模塊5負責按照應用設備通信總線協(xié)議，從應用設備處獲取原始數據，然后發(fā)送給所述控制模塊4，同時也將所述控制模塊4從PROFINET總線上獲取的原始數據發(fā)送到應用設備通信總線上?？偩€接口裝置包括PROFINET總線通信單元7、數據緩沖器8、微控制器9、以及總線收發(fā)器10，所述PROFINET協(xié)議轉換模塊為PROFINET總線通信單元，PROFINET總線通信單元包括PROFINET物理層接口和PROFINET通信控制器，數據緩存模塊為數據緩沖器，所述控制模塊為微控制器內核，應用設備接口模塊為SPI總線接口單元，所述SPI總線接口單元包括SPI總線控制器和總線收發(fā)器；所述PROFINET物理層接口和PROFINET通信控制器信號連接，PROFINET通信控制器與數據緩沖器信號連接，微控制器內核與數據緩沖器信號連接，SPI總線控制器與微控制器內核信號連接，總線收發(fā)器與SPI總線控制器信號連接，應用設備通過SPI總線與總線收發(fā)器信號連接，PROFINET總線與PROFINET物理層接口信號連接?？偩€接口裝置包括PROFINET總線通信單元13、數據緩沖器14、微控制器15、以及電平轉換器16。其中PROFINET總線通信單元13在物理上包括PROFINET物理層接口 13a以及PROFINET通信控制器 13b ;微控制器15在物理上包括微控制器內核15a和10外設控制器15b ;在邏輯上，PROFINET總線通信單元13對應于所述的PROFINET協(xié)議轉換模塊2，數據緩沖器14對應于所述的數據緩存模塊3，微控制器內核15a對應于所述的控制模塊4，10外設控制器15b和電平轉換器16組成的并口接口單元17對應于所述的應用設備接口模塊5。當應用設備有數據要發(fā)送到PROFINET節(jié)點時，首先，應用設備根據應用設備通信總線協(xié)議發(fā)送數據至應用設備通信總線。然后所述應用設備接口模塊接收并按協(xié)議提取出原始數據，通過內部數據、地址、控制總線發(fā)送原始數據至所述控制模塊。然后所述控制模塊將這部分原始數據寫入所述數據緩存模塊中自定義的發(fā)送緩沖區(qū)中。然后所述PROFINET協(xié)議轉換模塊從所述數據緩存模塊的發(fā)送緩沖區(qū)中讀出原始數據，最后按照PROFINET協(xié)議形成PROFINET協(xié)議報文發(fā)送到PROFINET總線上。反過來，當PROFINET總線上有數據要發(fā)送到應用設備時，首先由所述PROFINET協(xié)議轉換模塊從PROFINET總線上接收PROFINET協(xié)議報文，并提取原始數據，寫入所述數據緩存模塊的接收緩沖區(qū)中。然后，所述控制模塊從所述數據緩存模塊的接收緩沖區(qū)中讀出這部分原始數據，并通過內部數據、地址、控制總線發(fā)送給所述應用設備接口模塊。然后，所述應用設備接口模塊接收來自所述控制模塊的原始數據，并根據應用設備通信總線協(xié)議發(fā)送數據至應用設備通信總線。最后，應用設備從應用設備通信總線中接收數據并按應用設備通信總線協(xié)議提取出數據。如圖2所示，為了將應用設備接入PROFINET總線，PROFINET總線接口裝置I應該至少具備下列邏輯功能模塊:PR0FINET協(xié)議轉換模塊2、數據緩存模塊3、控制模塊4以及應用設備接口模塊5。其中，PROFINET協(xié)議轉換模塊2實現PROFINET物理層、網絡數據鏈路層、網絡層以及傳輸層通信協(xié)議，負責從數據緩存模塊3處提取原始數據，然后以PROFINET協(xié)議報文的形式發(fā)送至PROFINET總線；同時負責從PROFINET總線接收協(xié)議報文，以原始數據的形式存儲到數據緩存模塊3中。數據緩存模塊3負責分別存儲欲轉發(fā)至應用設備和欲轉發(fā)至PROFINET總線的原始數據，其中，為防止數據沖突，發(fā)至應用設備和PROFINET總線的原始數據分別放置于不同的數據區(qū)塊中?？刂颇K4負責從數據緩存模塊3中獲取欲轉發(fā)至應用設備的原始數據并將其轉發(fā)給應用設備接口模塊5，同時從應用設備接口模塊5處提取應用設備欲發(fā)送至PROFINET總線的原始數據，并存儲至數據緩存模塊3。應用設備接口模塊5負責按照應用設備通信總線協(xié)議，從應用設備處獲取原始數據，然后發(fā)送給控制模塊4，同時也將控制模塊4從PROFINET總線上獲取的原始數據發(fā)送到應用設備通信總線上。實施例1
圖3示出了實施例的PROF INET總線接口裝置6的物理實現框圖。在物理上，該總線接口裝置包括PROFINET總線通信單元7、數據緩沖器8、微控制器9、以及總線收發(fā)器10。其中PROFINET總線通信單元7在物理上包括PROFINET物理層接口 7a以及PROFINET通信控制器7b ;微控制器9在物理上包括微控制器內核9a和SPI總線控制器％。在邏輯上，PROFINET總線通信單元7對應于圖2所述的PROFINET協(xié)議轉換模塊2。數據緩沖器8對應于圖2所述的數據緩存模塊3。微控制器內核9a對應于圖2所述的控制模塊。SPI總線控制器9b和總線收發(fā)器10組成的SPI總線接口單元11對應于圖2所述的應用設備接口模塊。以下對每個單元進行詳述。PROFINET總線通信單元7包含PROFINET通信控制器7b和PROFINET物理層接口7a。在物理上，二者可以獨立也可以集成在一起。在本實施例中，采用PROFINET協(xié)議轉換芯片ERTEC200，其內部將通信控制器7b和PROFINET物理層接口 7a集成在了一起，直接實現了包含PROFINET物理層在內的通信協(xié)議，從而大大降低系統(tǒng)開發(fā)難度，縮短了開發(fā)周期。數據緩沖器8提供了圖2中數據緩存模塊3的功能，它需要能夠提供雙向讀寫的數據存儲能力。本實施例中采用一塊8K的雙口 RAM實現，它通過地址數據控制總線分別與微控制器9以及PROFINET總線通信單元7相連。采用這種方式能夠方便地實現大規(guī)模的高速數據交換，為PROFINET實時通信方式提供保障。微控制器9為核心處理器,一般包含有微控制器內核9a及一些外設模塊。微控制器內核提供圖2中控制模塊4的功能，而外設模塊則可能提供圖2中應用設備接口模塊5的部分功能。在本實施例中，微控制器7選用TI公司的TMS320F2812芯片，該芯片帶有128KX 16bit片內FLASH和18KX 16bit片內SRAM存，不需要擴展程序存儲器和數據存儲器，減少了元器件數量。該芯片除了提供微控制器內核9a外，還集成了 SPI總線控制器％，因此能夠用于實現圖2中設備接口模塊5的部分功能，簡化了硬件設計，縮短了開發(fā)周期。總線收發(fā)器10用于完成SPI總線控制器9b與SPI總線的物理層接口?？偩€收發(fā)器10與SPI總線控制器9b共同提供了圖2中應用設備接口模塊的功能。這兩部分在物理上可以是獨立的，也可以是集成在一起的。在本實施例中，二者是獨立的，SPI總線控制器位于微控制器9的內部，而總線收發(fā)器則采用獨立的隔離總線收發(fā)器ADUM1401實現。圖4示出了實施例的PROFINET總線接口裝置I的工作流程圖。當應用設備有數據要發(fā)送到PROFINET節(jié)點時，首先，應用設備根據應用設備通信總線協(xié)議(實施例中為SPI協(xié)議)發(fā)送數據至應用設備通信總線。然后應用設備接口模塊(實施例中為9b與10)接收并按協(xié)議提取出原始數據，通過內部數據、地址、控制總線發(fā)送原始數據至控制模塊(實施例中為9a)。然后控制模塊將這部分原始數據寫入數據緩存模塊(實施例中為8)中自定義的發(fā)送緩沖區(qū)中。然后PROFINET協(xié)議轉換模塊(實施例中為7)從數據緩存模塊的發(fā)送緩沖區(qū)中讀出原始數據，最后按照PROFINET協(xié)議形成PROFINET協(xié)議報文發(fā)送到PROFINET總線上。反過來，當PROFINET總線上有數據要發(fā)送到應用設備時，首先由PROFINET協(xié)議轉換模塊(實施例中為7)從PROFINET總線上接收PROFINET協(xié)議報文，并提取原始數據，寫入數據緩存模塊(實施例中為8)的接收緩沖區(qū)中。然后，控制模塊(實施例中為9a)從數據緩存模塊的接收緩沖區(qū)中讀出這部分原始數據，并通過內部數據、地址、控制總線發(fā)送給應用設備接口模塊(實施例中為％與10 )。然后，應用設備接口模塊接收來自控制模塊的原始數據，并根據應用設備通信總線協(xié)議發(fā)送數據至應用設備通信總線。最后，應用設備從應用設備通信總線中接收數據并按應用設備通信總線協(xié)議(實施例中為SPI協(xié)議)提取出數據。實施例2· 圖5示出了實施例變體的PROFINET總線接口裝置12的物理實現框圖。在物理上，該總線接口裝置包括PROFINET總線通信單元13、數據緩沖器14、微控制器15、以及電平轉換器16。其中PROFINET總線通信單元13在物理上包括PROFINET物理層接口 13a以及PROFINET通信控制器13b ;微控制器15在物理上包括微控制器內核15a和10外設控制器15b。在邏輯上，PROFINET總線通信單元13對應于圖2所述的PROFINET協(xié)議轉換模塊2。數據緩沖器14對應于圖2所述的數據緩存模塊3。微控制器內核15a對應于圖2所述的控制模塊。10外設控制器15b和電平轉換器16組成的并口接口單元17對應于圖2所述的應用設備接口模塊。以下對每個單元進行詳述。PROFINET總線通信單元13包含PROFINET通信控制器13b和PROFINET物理層接口 13a。在物理上，二者可以獨立也可以集成在一起。在本實施例中，采用PROFINET協(xié)議轉換芯片ERTEC200，其內部將通信控制器13b和PROFINET物理層接口 13a集成在了一起，直接實現了包含PROFINET物理層在內的通信協(xié)議，從而大大降低系統(tǒng)開發(fā)難度，縮短了開發(fā)周期。數據緩沖器14提供了圖2中數據緩存模塊3的功能，它需要能夠提供雙向讀寫的數據存儲能力。本實施例中采用一塊4K的雙口 RAM實現，它通過地址數據控制總線分別與微控制器15以及PROFINET總線通信單元13相連。采用這種方式能夠方便地實現大規(guī)模的高速數據交換，為PROFINET實時通信方式提供保障。
微控制器15為核心處理器,一般包含有微控制器內核15a及一些外設模塊。微控制器內核提供圖2中控制模塊4的功能，而外設模塊則可能提供圖2中應用設備接口模塊5的部分功能。在本實施例中，微控制器7選用TI公司的TMS320F28335芯片，該芯片帶有256KX 16bit片內FLASH和34KX 16bit片內SRAM存，不需要擴展程序存儲器和數據存儲器，減少了元器件數量。該芯片除了提供微控制器內核15a外，還集成了 IO外設控制器15b，因此能夠用于實現圖2中設備接口模塊5的部分功能。電平轉換器16用于完成IO外設控制器15b與5V并口總線的物理層接口。電平轉換器16與IO外設控制器15b共同提供了圖2中應用設備接口模塊的功能。這兩部分在物理上可以是獨立的，也可以是集成在一起的。在本實施例中，二者是獨立的，IO外設控制器位于微控制器15 的內部，而電平轉換器16則采用獨立的SN74ALVC164245實現，實現3.3V與5V電平的相互轉換。實施例2的工作流程由圖4給出，不再贅述。在本申請中，應用設備通信總線可以具有多種形式，如并口總線、SPI總線、UART總線、I2C總線等已有的標準的總線。
權利要求
1.一種具有實時性的PROFINET總線接口裝置，其特征在于:包括PROFINET協(xié)議轉換模塊(2)、數據緩存模塊(3)、控制模塊(4)以及應用設備接口模塊(5)，所述PROFINET協(xié)議轉換模塊(2)連接至PROFINET總線，所述數據緩存模塊(3)與PROFINET協(xié)議轉換模塊(2)相連，所述控制模塊(4)與數據緩存模塊(3)相連，所述應用設備接口模塊(5)與所述控制模塊(4)相連，所述應用設備接口模塊(5)通過應用設備通訊總線與應用設備相連。
2.根據權利要求1所述的一種具有實時性的PROFINET總線接口裝置，其特征在于:所述各相連模塊之間的信號均為雙向傳遞。
3.據權利要求2所述的一種具有實時性的PROFINET總線接口裝置，其特征在于:所述PROFINET協(xié)議轉換模塊(2)實現PROFINET物理層、網絡數據鏈路層、網絡層以及傳輸層通信協(xié)議，負責從所述數據緩存模塊(3)處提取原始數據，然后以PROFINET協(xié)議報文的形式發(fā)送至PROFINET總線；同時負責從PROFINET總線接收協(xié)議報文，以原始數據的形式存儲到所述數據緩存模塊(3)中。
4.據權利要求2所述的一種具有實時性的PROFINET總線接口裝置，其特征在于:所述數據緩存模塊(3)負責分別存儲欲轉發(fā)至應用設備和欲轉發(fā)至PROFINET總線的原始數據，從而使所述PROFINET總線接口裝置(I)達到實時通信模式的要求，為防止數據沖突，發(fā)至應用設備和PROFINET總線的原始數據分別放置于不同的數據區(qū)塊中。
5.據權利要求2所述的一種具有實時性的PROFINET總線接口裝置，其特征在于:所述控制模塊(4)負責從所述數據緩存模塊(3)中獲取欲轉發(fā)至應用設備的原始數據并將其轉發(fā)給所述應用設備接口模塊(5)，同時從所述應用設備接口模塊(5)處提取應用設備欲發(fā)送至PROFINET總線的原始數據，并存儲至所述數據緩存模塊(3)。
6.據權利要求2所述的一種具有實時性的PROFINET總線接口裝置，其特征在于:所述應用設備接口模塊(5)負責按照應用設備通信總線協(xié)議，從應用設備處獲取原始數據，然后發(fā)送給所述控制模塊(4)，同時也將所述控制模塊(4)從PROFINET總線上獲取的原始數據發(fā)送到應用設備通信總線上。
7.據權利要求1-6任意一項所述的一種具有實時性的PROFINET總線接口裝置，其特征在于:總線接口裝置(6)包括PROFINET總線通信單元(7)、數據緩沖器(8)、微控制器(9)以及總線收發(fā)器(IO )，所述PROFINET協(xié)議轉換模塊(2 )為PROFINET總線通信單元(7 )，PROFINET總線通信單元(7)包括PROFINET物理層接口(7a)和PROFINET通信控制器(7b)，數據緩存模塊(3)為數據緩沖器(8)，所述控制模塊(4)為微控制器內核(9a)，應用設備接口模塊(5)為SPI總線接口單元(11)，所述SPI總線接口單元(11)包括SPI總線控制器(9b)和總線收發(fā)器(10);所述PROFINET物理層接口(7a)和PROFINET通信控制器(7b)信號連接，PROFINET通信控制器(7b)與數據緩沖器(8)信號連接，微控制器內核(9a)與數據緩沖器(8)信號連接，SPI總線控制器(9b)與微控制器內核(9a)信號連接，總線收發(fā)器(10)與SPI總線控制器(9b)信號連接，應用設備通過SPI總線與總線收發(fā)器(10)信號連接，PROFINET總線與PROFINET物理層接口(7a)信號連接。
8.據權利要求1-6任意一項所述的一種具有實時性的PROFINET總線接口裝置，其特征在于:總線接口裝置(12)包括PROFINET總線通信單元(13)、數據緩沖器(14)、微控制器(15)、以及電平轉換器(16);其中PROFINET總線通信單元(13)在物理上包括PROFINET物理層接口(13a)以及PROFINET通信控制器(13b);微控制器(15)在物理上包括微控制器內核(15a)和IO外設控制器(15b);在邏輯上，PROFINET總線通信單元(13)對應于所述的PROFINET協(xié)議轉換模塊(2)，數據緩沖器(14)對應于所述的數據緩存模塊(3)，微控制器內核(15a)對應于所述的控制模塊(4)，IO外設控制器(15b)和電平轉換器(16)組成的并口接口單元(17 )對應 于所述的應用設備接口模塊(5 )。
全文摘要
本發(fā)明涉及計算機通信技術以及工業(yè)自動化技術，特別涉及一種具有實時性的PROFINET總線接口裝置，包括PROFINET協(xié)議轉換模塊、數據緩存模塊、控制模塊以及應用設備接口模塊，所述PROFINET協(xié)議轉換模塊連接至PROFINET總線。本申請使得應用設備開發(fā)者只需采用已有的、標準的通信接口方式即可方便、快速地完成與PROFINET總線接口裝置的通信，進而實現與PROFINET總線的接入。本發(fā)明將為應用設備開發(fā)者提供一個已知的、不涉及PROFINET底層協(xié)議的標準總線接口，這會使應用設備開發(fā)者感覺是在和已有的標準總線通信一樣。
文檔編號H04L29/06GK103237091SQ20131014444
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月24日 優(yōu)先權日2013年4月24日
發(fā)明者周宏林, 肖文靜, 代同振, 況明偉, 吳建東 申請人:中國東方電氣集團有限公司