測(cè)控技術(shù)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)和國防科技等諸多領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用,是衡量一個(gè)國家科學(xué)、工業(yè)和國防現(xiàn)代化的重要指標(biāo)。數(shù)據(jù)采集作為測(cè)控技術(shù)中的首要和重要環(huán)節(jié),對(duì)于國家科技和工業(yè)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通訊速率低,難以與其它網(wǎng)絡(luò)兼容,已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的要求,將工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的最佳解決方案。近年來,EtherCAT協(xié)議由于其高實(shí)時(shí)性和高數(shù)據(jù)傳輸速率,在工業(yè)以太網(wǎng)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。本文對(duì)現(xiàn)有的EtherCAT協(xié)議進(jìn)行優(yōu)化,設(shè)計(jì)出一種簡化的實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議,并基于此協(xié)議完成了多設(shè)備的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)采用主從的工作方式,可以實(shí)現(xiàn)一主九從的EtherCAT通訊,主站和從站的功能完全在FPGA上實(shí)現(xiàn),突破了現(xiàn)有的EtherCAT主站需要使用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)控制器,從站要使用專用的ESC從站通訊控制芯片的限制。其次,實(shí)現(xiàn)了EtherCAT的主從站協(xié)議切換,將主站和從站的功能統(tǒng)一集中在一臺(tái)設(shè)備上,可以根據(jù)使用需要靈活設(shè)置設(shè)備地址,從而選擇設(shè)備執(zhí)行主站或從站功能,突破現(xiàn)有的EtherCAT設(shè)備主站和從站在硬件上單一功能的局限... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

五種典型以太網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸速率對(duì)比

物理連接介質(zhì)有標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)電纜或光纖，使用１００Ｂａｓｅ－ＴＸ電纜進(jìn)行各設(shè)備間的??通信時(shí)站間距離可以達(dá)到１００ｍ，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多可連接６５５３３個(gè)設(shè)備。ＥｔｈｅｒＣＡＴ??的運(yùn)行原理如圖２＿１所示。??以太網(wǎng)幀頭?從站１?從站１?從站１?從站１?從站１?從站１??＾?／?＾?７?｜、７??ｔ＝ｆｉｘ?＝＝＾ｗｉ＝＝ｒ５ＥＳｉ＝＝ｒＴｘ?：：?處理?ｔ＝ｒ？ｊｒ、報(bào)??＝巧上行電報(bào)二￣?￣?＿?一〕返??備的主站?〇?七二〒Ｔ）：?■：?Ｔｘｒｉ：?￣＾＝｜ｒｘＣ．?：?：?ＴＸ｜?ｔ?ｚｚｑＲｘ?Ｙ?回??Ｉ從站１?從站２?從站ｎ??１司月＇８驅(qū)?｜伺“驅(qū)?［ＷＷ??動(dòng)設(shè)備?｜動(dòng)設(shè)備?｜動(dòng)設(shè)備??圖２－１?ＥｔｈｅｒＣＡＴ運(yùn)行原理??２．１．ｍｈｅｒＣＡＴ協(xié)議概述??ＥｔｈｅｒＣＡＴ是一種在以太網(wǎng)基礎(chǔ)上開發(fā)的開放式現(xiàn)場總線技術(shù)。在某些方面??ＥｔｈｅｒＣＡＴ對(duì)傳統(tǒng)以太網(wǎng)進(jìn)行了一定程度的保留，如在報(bào)文格式方面，ＥｔｈｅｒＣＡＴ??在進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的同時(shí)，為了可以傳輸標(biāo)準(zhǔn)格式的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，對(duì)以太網(wǎng)報(bào)文格??式進(jìn)行了完全的保留。在硬件方面，為了節(jié)省用戶成本，ＥｔｈｅｒＣＡＴ無需使用特??殊的物理層硬件，完全兼容ＩＥＥＥ８０２．３協(xié)議實(shí)現(xiàn)方法的物理層。一般而言，工業(yè)??自動(dòng)化領(lǐng)域?qū)τ谠O(shè)備通信的特殊要求（如響應(yīng)時(shí)間的硬實(shí)時(shí)性

?天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文???幀的特定區(qū)域中，并把主站傳給自己的數(shù)據(jù)從幀中特定區(qū)域提取出來。在這個(gè)過??程中數(shù)據(jù)幀經(jīng)過各個(gè)從站時(shí)傳輸不會(huì)停止，一直向下傳輸?shù)阶詈笠粋�(gè)從站節(jié)點(diǎn)，??信息的處理在硬件中完成，數(shù)據(jù)幀的延遲時(shí)間很短，僅取決于物理層器件。最后??一個(gè)從站通過尾部回路將完全處理過的數(shù)據(jù)幀傳回主站，且在數(shù)據(jù)回傳給主站??時(shí)，從站不對(duì)回傳的數(shù)據(jù)做任何處理，這運(yùn)用了以太網(wǎng)的“飛速傳輸”機(jī)制。從??站的協(xié)議原理如圖２－９所示。??


本文編號(hào)：3599840