PROFI BUS-DP／MODBUS的網關結構設計
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中央處理器模塊除了實現對PROFIBUS－DP從站模塊的配置和管理外，還要完成MODBUS協議的實現以及兩種協議數據交換協議棧的實現。為了提高系統的抗干擾能力，和外界進行通信的部分需要和系統在物理接口上進行電氣隔離，此處的3個通信接口都需要進行隔離。根據通信速度要求的不同，選擇磁耦芯片模塊完成PROFIBUS－DP通信的隔離兼物理層電平轉換功能；用雙通道磁耦隔離芯片來完成另外兩路串行口通信的隔離。這兩款芯片都采用了最新的基于芯片尺寸的變壓器隔離技術的磁耦。和傳統的光耦比較，其轉換速度、瞬態共模抑制能力、功耗、尺寸及成本等方面均有很明顯的優勢。本文引用地址：http://www.j9360.com/article/181148.htm
3 系統的軟件設計
3．1 軟件總體結構設計
一般情況下，現場總線協議之間的轉換器可分為物理層的中繼器、MAC層的網橋及應用層的網關等幾種形式。中繼器方式需要更改底層硬件，網橋方式對應MAC層的協議轉換復雜，而網關的形式則使得原有網段的協議不需做任何改變，實現起來最為簡單。
本系統采用了網關形式，軟件總體流程如圖3所示，主要實現了PROFIBUS－DP協議芯片VPC3+C的驅動程序和MODBUS協議，同時在應用層實現了PROFIBUS－DP總線和MODBUS總線協議數據幀的轉換。MODB－US協議只是定義了消息域的格局和內容的公共格式，具體的物理層及應用層可以由用戶根據需要定義。本網關MODBUS通信部分物理層采用標準的RS485總線，MAC協議是由軟件實現的。
CPU通過驅動VPC3+C來實現對PROFIBUS熔一DP通信過程的控制，包括通信接口檢查、正常和發生故障情況下診斷數據的發送及數據交換等過程；通過MODBUS協議實現對下掛的輸入／輸出從站模塊的查詢操作；通過對輸入／輸出模塊的應答幀(或通信超時)進行分析來判斷模塊的狀態以及模塊的通道狀態；根據模塊狀態信息填充PROFIBUS－DP的診斷域的數據，并以此為依據來對網關狀態(正常通信、報告錯誤或警告信息)進行控制。
3．2 網關協議棧設計
網關協議棧為MODBUS輸入／輸出模塊和PROFI－BUS－DP通信的橋梁。協議棧采用分層結構：PROFIBUS－DP通信層、協議映射層和MODDBUs I／O通信層。協議棧結構及報文處理流程如圖4所示。
(1)PROFIBUS－DP通信層
負責對VPC3+C通信狀態的監控管理，按照一定的規則將PROFIBUS－DP總線通信收到的數據映射到CPU內部的存儲器，供I／O通信層調用，完成輸出數據的更新；把I／O通信層的輸入數據按照一定的規則映射到CPU內部的寄存器，在適當的時候寫入VPC3+C的輸入數據緩沖區，以完成輸入數據的更新。
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