1SOPC工业以太网控制器硬件结构

2 设备层网络结构

SOPC Builder和中完成。利用它们可以灵活定制的各个特性甚至指令,可以使用提供的大量来加快开发外设的速度,提高外设的性能,也可以使用第三方,或、来定制外设。

FPGA部分、存储器部分和外围元件部分,如图所示。本文选用的是是1C6。

SOPC Builder中需要设计的是部分,要建的系统包含的元件模块有：一个核,用于连接核的总线控制器,一个存放启动和调试程序的内部存储器,一个串行通信电路模块核,一个内部定时器和一些通用外围接口模块。为使系统正常工作,在外围必须接有一个通信口、、几个发光管和数码管以及的和的。

NIOS CPU及其外设构成的系统是自定制的,存储器、外设地址的映射等都各不相同,因此需要专有的软件开发包。在完成的硬件开发后,能够自动生成。

GNU/GPL公约,完全开放代码,是专为控制领域而裁减设计的嵌入式操作系统。

Altera公司的,使得系统资源能够灵活调配,并且克服了采用其它处理器中存在的接口速率瓶颈的缺点,适应工业以太网实时数据的要求。

NIOS具有丰富的接口资源,而

A/D(500kHz)和多路输出,使得关键信号能及时采样和输出,保证了“硬实时”;操作系统中加入了模块,保证了“软实时”。

(Control Domain)的概念,将控制现场分区,减少各个控制区资源竞争的情况。控制区域之间通过交换式以太网交换机来通信。每个控制区域包含以太网交换机和嵌入式的工业以太网控制器,以及一些变送器和执行机构,如图所示。该系统具有如下特点：

NIOS微处理器,能够灵活配置处理器的硬件资源,克服了接口数据传输速率的瓶颈,利用技术,系统硬件、软件的设计和调试都十分方便。

(<5%),提高了网络的实时性。嵌入式工业以太网控制器的硬件和软件设计均考虑了实时性要求,这样在网络层下进一步提升了系统的实时性。

SOPC技术来解决控制器硬件设计中存在的接口速率瓶颈问题,提高了控制器的实时性,实验结果表明该系统运行稳定可靠。