來(lái)源：電子技術(shù)應(yīng)用 作者：雷閃耀 粱昭峰 朱啟晨

    摘要：提出了一種基于雙處理器的can現(xiàn)場(chǎng)總線與以太網(wǎng)絡(luò)互連解決方案，詳細(xì)介紹了該通信接口卡的軟硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)管理層和智能裝置之間基于iec6870-5-101，104通信規(guī)約的數(shù)據(jù)通信。

    關(guān)鍵詞：can總線 以太網(wǎng) dsp56f807 rabbil2000 iec6870-5-101/104

    目前，由于以太同的優(yōu)勢(shì)在工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)仍然很難完全發(fā)揮出來(lái)，而且實(shí)時(shí)性和抗干擾能力也不能適應(yīng)工業(yè)自動(dòng)化范圍中所有要求，所以最好的解決方案是將以太網(wǎng)同現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合，充分利用這兩種通信技術(shù)在各自領(lǐng)域中的優(yōu)點(diǎn)。具體表現(xiàn)為在生產(chǎn)管理與監(jiān)控層采用高速以太網(wǎng)技術(shù)，而在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。

    1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    本系統(tǒng)間隔單元設(shè)備采用嵌入式工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，從而使智能裝置真正成為工業(yè)以太網(wǎng)上獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)，保證了智能單元設(shè)備和上位機(jī)系統(tǒng)通信快速、完全、可靠，為遠(yuǎn)程管理智能裝置創(chuàng)造條件。通信接口卡(master板)與上位機(jī)信息交換是建立在tccp／ip協(xié)議上的國(guó)際電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的iec104規(guī)約，采用server／client通信服務(wù)模式，master板作服務(wù)器可以支持多客戶同時(shí)登入。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

    2 裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    智能裝置內(nèi)部各功能模塊采用高速現(xiàn)場(chǎng)總線can網(wǎng)絡(luò)相連�？偩�不出裝置，功能模塊之間的數(shù)據(jù)交互快速可靠。在組幀上采用hlon規(guī)約，并使用can 2.0b擴(kuò)展模式，為了保持協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化，在hldn規(guī)約的基礎(chǔ)上封裝了iec101規(guī)約。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。

    3 硬件設(shè)計(jì)

    通信接口卡使用雙處理器結(jié)構(gòu)。一部分是使用motorola公司dsp56f807芯片作為接口卡的can通信管理模塊；另一部分是使用rabbit2000核的rcm2100集成卡作嵌入式網(wǎng)關(guān)和can到盯hernet規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊。通信接口卡硬件邏輯框圖如圖3所示。

    通信接口卡采用主從工作方式，即dsp56f807作為主處理器，利用其自帶的mscan模塊負(fù)責(zé)管理can通信。dsp外擴(kuò)64kbram，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。rabbit2000-p.htm" target="_blank" title="rabbit2000貨源和pdf資料">rabbit2000作為從處理器，負(fù)責(zé)進(jìn)行can到ethernet轉(zhuǎn)換，并負(fù)責(zé)管理裝置同后臺(tái)的以太網(wǎng)通信。rabbit2000-p.htm" target="_blank" title="rabbit2000貨源和pdf資料">rabbit2000與dsp接口方式采用并行接口。板上還設(shè)有rs485、rs232接口，可以用于pc調(diào)試或與后臺(tái)連接。dsp56fs07采用3.3v電源供電，rabbit2000-p.htm" target="_blank" title="rabbit2000貨源和pdf資料">rabbit2000采用5v電源供電，經(jīng)測(cè)試只要輸入電壓達(dá)到2．1v，rabbit2000-p.htm" target="_blank" title="rabbit2000貨源和pdf資料">rabbit2000即認(rèn)為高電平，dsp56f807輸出高電平在2.lv以上；dsp56f807 i／o可以接受5v信號(hào)，所以dsp與rabbit2000-p.htm" target="_blank" title="rabbit2000貨源和pdf資料">rabbit2000可以直接相連，無(wú)須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。

    (1)dsp56fs07主處理器

    dsp數(shù)據(jù)總線do~d15地址總線ao~a15，外擴(kuò)64kram存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，rd、wd連接外擴(kuò)ram的讀、寫允許端，ds作為外擴(kuò)ram片選信號(hào)。dsp的gpiob口連接從處理器的sdo-sd7，gpiodo、gpiod1連接從處理器的sao、sal，gpiod2、gpiod3連接從處理器的寫、讀允許端(swr、srd)。一個(gè)中斷irqb連接從處理器的sat，作為從處理器中斷申請(qǐng)。dsp的pwmb2連接max705的wdi作為外部硬件看門狗喂狗信號(hào)，pwmb4連接發(fā)光二極管作為dsp的運(yùn)行指示燈。用dsp的兩個(gè)sci模塊rxd0、txd0、rxdi、txdi做成標(biāo)準(zhǔn)rs-232、485接口。引出dsp的itag口用于調(diào)試，用dsp的mscan模塊和82c250作為can通信端口。通過(guò)dsp的spi口與rabbit2000-p.htm" target="_blank" title="rabbit2000貨源和pdf資料">rabbit2000同步串口b相連，作為另一種接口方式。dsp采用3．3v電源供電。

    (2)rabbit2000-p.htm" target="_blank" title="rabbit2000貨源和pdf資料">rabbit2000從處理器

    該處理