基于DeviceNet總線的從設備通信適配器設計
引 言
DeviceNet是一個開放的網絡標準。規范和協議都是開放的——供應商將設備連接到系統時,無需為硬件、軟件或授權付費;任何人都能以名義上的復制成本(目前為250美元+郵費)從開放式DeciceNet供應商協會(ODVA)獲得DeviceNet規范。
本設計針對的DeviceNet從設備特性如下:屬于DeviceNet group 2 only 從設備;采用Predefine的通信連接;可通過硬件開關設置125 kbps、250 kbps、500 kbps波特率;可通過硬件開關設置0~63 MAC ID。在軟件、硬件設計前應首先進行從設備(泵/閥)I/O需求分析(即profile文檔設計)。由于篇幅關系本文從略。
(4)雙口RAM IDT7005
DeviceNet適配器通過1個具有中斷功能的雙口RAM IDT7005提供與其它應用電路的通信接口。IDT7005具有2套完全獨立的數據線、地址線、讀寫控制線,允許2個CPU對雙口RAM的同一個單元在不同的時間進行讀寫;具有2套完全獨立的中斷邏輯,實現2個CPU間的握手控制信號。IDT7005的最高2個字節1FFEH和1FFFH分別兼做2個端口的中斷邏輯單元。
(5)AnyBus接口
作為一種通用的現場總線通信節點,AnyBus提供了與其它應用電路之間進行數據交換的接口標準,并對接口的引腳進行了嚴格的定義。
2 DeviceNet總線通信協議
DeviceNet協議規范是描述DeviceNet設備之間實現連接和交換數據的一套協議。在DeviceNet規范中定義了DeviceNet通信協議,詳細介紹了連接、信息協議和與通信相關的對象。
(1)DeviceNet是基于連接的網絡
DeviceNet中的連接提供在多種應用之間交換信息的路徑。當建立1個連接時,與連接相關信息的傳送就會分配1個標識符,稱為連接標識符CID(Connection Identifier)。如果某個連接需要雙向數據交換,則應該分配2個不同的連接標識符。
DeviceNet通信協議是基于連接概念的協議。一旦建立了連接,就可以在網絡設備之間傳送I/O數據。此時,DeviceNet I/O報文的所有協議都包含在11位的CAN標識符中,其它部分都是數據。
11位的CAN標識符用來定義連接ID。DeviceNet將11位的CAN標識符分為4組,前3組的連接ID包括了6位的媒體訪問控制標識符(MAC ID)以及信息標識符(Message ID)。信息組的定義如圖2所示。組4信息用于離線通信。
通過設計,DeviceNet系統中的節點能夠對自己的標識符進行管理。這些標識符交錯分布在整個范圍內。所有的節點都有一個完整的它們能獲得的報文優先權范圍,而與它們的MAC ID無關。重復MAC ID算法保證了CAN標識符的唯一性,而不需要網絡集中工具或記錄。
(2)DeviceNet的報文傳送
DeviceNet使用更為有效的生產者/消費者模式,取代了傳統的源/目的的傳輸方式。該模式要求對報文打包,使它具有數據標識位域。標識符還提供解決多級優先權(仲裁中使用)的手段,以便更高效地傳送I/O數據,并供多個消費者使用。
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