基于arm的以太网通信控制器.pdf

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1、第33卷第2期长春理工大学学报(自然科学版)VoL33No．22010年6月JournalofChangehunUniversityofScienceandTechnology(NaturalScienceEdition)Jun．2010基于ARM的以太网通信控制器赵研，谷弘毅(长春理工大学计算机科学技术学院，长春130022)摘要：详细叙述一种基于ARM的工业以太网通信控制器的设计过程和开发过程，包括关键技术及核心算法。该系统将计算机网络技术引入工业控制器领域，按照以太网标准连接电子设备与PLC．应用帧的复用技术实现数据传输的并行性，采取多种网络技术保障通信的实时性，并以W

2、eb方式实现对通信的控制与管理。关键词：PLC；ARM；以太网；帧复用；Web中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1672—9870(2010)02—0147—04TheEthernetCommunicationControllerBasedonARMZHAOYan，GUHongyi(SchoolofComputerandTechnology，ChangchunUniversityofScienceandTechnology，Changchun130022)Abstract：Thispaperdescribesthedesignanddevelopmentproce

3、ssofanindustrialEthemetcommunicationcontrollerbas·edonARM，includingthekeytechnologyandthecoreofthealgorithm．Thissystemintroducescomputernetworktechnol—ogytoindustrialcontrolfields，connectselectronicequipmentandPLCaccordingtoEthemetstandard，usesframemulti-plexingtechniquetoachieveparalleltra

4、nsmission，adoptsvariousnetworktechnologytoguaranteecommunicationofreal—time，controlsandmanagesthecommunicationbyWeb．Keywords：PLC；ARM；ethemet；framemultiplexing；Web目前，工控领域的电子设备与PLC之间大多采还需安装防爆接头。用引脚对引脚的通信方式，既直接通过电缆将电子(2)成本高设备的输入(输出)引脚与PLC的输出(输入)引PLC与电子设备的引脚间一般用0．28mm铜缆脚连接，如图l所示。连接，一个小型生产线光耗费在这

5、种电缆上的成本就在千元以上，而包裹电缆的防爆管和防爆接头的成本可达数千元。(3)难于管理、维护和改造图1引脚对引脚的连接方式由于通信电缆数量众多，一旦某根电缆的电气故Fig．1Pointtopointmodel障而导致通信故障，很难在短时间内准确检测出来。这种通信方式的优点是实现容易，通信的并行1通信系统的研究与设计性和实时性较好，但也存在以下缺点：(1)连接复杂20世纪90年代中期，在现场总线迅猛发展的一般小型生产线的上的通信电缆数量在500～同时，以以太网为代表的COTS(Commercial—Of-1000根，大型复杂生产线的通信电缆数量通常在几The．Shelf)通信

6、技术的发展也非常迅速，引起了自千跟甚至上万根，并且必须用防爆管包裹，拐弯处动化设备厂商和广大用户的注意，以太网开始进人收稿日期：2010—02—05基金项目：换热器配套设备生产企业资助项目作者简介：赵研(1979一)，女，博士，主要从事工业电子控制系统的设计与开发，E-mail：zy53218@sohu．com。148长春理工大学学报(自然科学版)工业控制领域。所谓工业以太网，一般来讲是指技表1复用信号数据结构Tab．1Dataorganizationofmultiplexingsigna术上与商用以太网兼容，但在产品设计时，在实时性、材质的选用、产品的强度以及适用性等方面能

7、满足工业现场的需要。1．1基于ARM的工业以太网通信控制器拓扑结构设计首部l第l路信号l第2路信号I⋯⋯I尾部1(第1路)J第2路信号帧中偏移J第1路信号比特数j第1路数字信号图3多路信号复用帧图2拓扑结构Fig．3MultiplexingframeFig。2Topology接收方收到数据帧后根据将各路信号取出送至基于ARM的工业用以太网通信控制器采用如相应引脚。图2的网络拓扑结构，从这张拓扑图中我们很容易1-3实时通信实现看出采用工业以太网控制器实现电子设备与PLC间的通信有如下优点：以太网使用由IE