發(fā)布時(shí)間：2023-04-25 19:52

　　EtherCAT是一種實(shí)時(shí)以太網(wǎng),具有很強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和確定性,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制。然而,EtherCAT與信息網(wǎng)絡(luò)的融合不僅困難,而且需要較大的成本。隨著時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)(Time Sensitive Networking,TSN)的出現(xiàn),使得操作技術(shù)OT(Operational Technology)與信息技術(shù)IT(Information Technology)的融合成為了可能。為此,本文設(shè)計(jì)了一種EtherCAT網(wǎng)絡(luò)接入TSN的適配器,為OT與IT的融合提供了一種有效的解決方案。首先,本文分析了當(dāng)前實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)適配TSN技術(shù)的應(yīng)用背景和研究現(xiàn)狀,針對(duì)EtherCAT和時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)兩者技術(shù)上的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種用于EtherCAT適配TSN的方法。該方法主要包括EtherCAT/TSN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、時(shí)鐘同步和流預(yù)留應(yīng)用三個(gè)方面。接著,本設(shè)計(jì)采用LS1021A作為適配器的硬件平臺(tái),對(duì)EtherCAT適配TSN的方法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。按照EtherCAT和TSN兩種數(shù)據(jù)幀格式特點(diǎn),設(shè)計(jì)了對(duì)應(yīng)的EtherCAT/TSN數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和優(yōu)先級(jí)映射方法,實(shí)現(xiàn)了EtherCAT/TSN兩種協(xié)議類型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能。在...

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
第1章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 實(shí)時(shí)以太網(wǎng)接入時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容
    1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
第2章 EtherCAT與 TSN技術(shù)分析
    2.1 EtherCAT通信原理
        2.1.1 EtherCAT數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)
        2.1.2 EtherCAT分布時(shí)鐘同步
    2.2 時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
        2.2.1 IEEE802.1Q VLAN幀格式
        2.2.2 IEEE802.1AS時(shí)鐘同步
        2.2.3 IEEE802.1Qcc流預(yù)留
    2.3 EtherCAT/TSN適配問(wèn)題分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 EtherCAT與 TSN適配方法設(shè)計(jì)
    3.1 總體適配方案
    3.2 EtherCAT數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方法
        3.2.1 EtherCAT/TSN報(bào)文格式定義
        3.2.2 EtherCAT數(shù)據(jù)映射方案
    3.3 VLAN優(yōu)先級(jí)分配策略
    3.4 EtherCAT/TSN時(shí)鐘同步方法
    3.5 EtherCAT/TSN流預(yù)留方法
    3.6 EtherCAT/TSN調(diào)度策略
        3.6.1 TSN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?br>        3.6.2 調(diào)度模型設(shè)計(jì)
    3.7 EtherCAT/TSN適配器硬件平臺(tái)
    3.8 本章小結(jié)
第4章 EtherCAT/TSN適配器軟件設(shè)計(jì)
    4.1 軟件總體結(jié)構(gòu)
    4.2 EtherCAT/TSN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)
    4.3 EtherCAT/TSN適配器時(shí)鐘同步程序設(shè)計(jì)
        4.3.1 時(shí)鐘同步程序軟件總體流程設(shè)計(jì)
        4.3.2 時(shí)鐘同步報(bào)文解析子程序設(shè)計(jì)
        4.3.3 傳輸延遲測(cè)量子程序設(shè)計(jì)
    4.4 EtherCAT/TSN適配器流預(yù)留程序設(shè)計(jì)
        4.4.1 MSRP模塊設(shè)計(jì)
        4.4.2 定時(shí)器處理流程
        4.4.3 報(bào)文事件處理程序
        4.4.4 原語(yǔ)事件處理程序
    4.5 本章小結(jié)
第5章 測(cè)試驗(yàn)證與分析
    5.1 測(cè)試運(yùn)行環(huán)境
        5.1.1 硬件平臺(tái)
        5.1.2 軟件平臺(tái)
    5.2 EtherCAT/TSN適配器功能測(cè)試
        5.2.1 EtherCAT/TSN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能測(cè)試
        5.2.2 EtherCAT/TSN適配器時(shí)鐘同步測(cè)試
        5.2.3 流預(yù)留功能測(cè)試
    5.3 EtherCAT/TSN適配器轉(zhuǎn)換時(shí)間測(cè)試
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)及未來(lái)工作
    6.1 總結(jié)
    6.2 未來(lái)工作
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果



本文編號(hào)：3800950