一种嵌入式CPU外部内存总线扩展Profinet总线装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种嵌入式CPU外部内存总线扩展Profinet总线装置，包括依次连接的存储器模块、通讯控制CPU、Profinet通讯协议处理芯片、收发连接模块，存储器模块用于连接嵌入式CPU，收发连接模块用于连接Profinet通讯总线；还包括电源模块，电源模块连接于通讯控制CPU、Profinet通讯协议处理芯片、收发连接模块和嵌入式CPU。大大降低了整个CPU应用中，在Profinet通讯协议上的开发难度和周期，提高CPU代码中，Profinet通讯操作的安全性和可靠性。
【专利说明】
一种嵌入式CPU外部内存总线扩展Prof i net总线装置
技术领域
[0001]本实用新型属于通讯技术领域，具体涉及一种嵌入式CPU外部内存总线扩展Prof inet总线装置。
【背景技术】
[0002]Prof inet是一种国际化、开放式的自动化总线标准。Prof inet为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题，并且作为跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线(如PR0FIBUS)技术，可保护现有投资。随着现场设备智能程度的不断提高，自动化控制系统的分散程度也越来越高。工业控制系统正由分散式自动化向分布式自动化演进，因此，基于组件的自动化(Component Based Automat1n，CBA)成为新兴的趋势。工厂中的相关的机械部件、电气/电子部件和应用软件等具有独立工作能力的工艺模块抽象成为一个封装好的组件，各组件间使用Profinet连接。已应用的领域包括加工制造.过程控制和自动化等。Prof inet开放性和不依赖于厂商的通信的设想，作为系统操作者，从现场设备到管理层，都可以从IT标准的通用通讯中获得好处，对现有系统进行扩展也很容易。
[0003]因此针对在通用嵌入式CPU的应用中，CPU都没有提供Profinet总线协议的技术实现，该设备如需要连接到Prof inet总线系统中，作为该系统中的一个从站时，就需要该CPU完成Profinet总线的协议的开发和实现，就会给CPU系统开发人员带来巨大的协议开发工作量，协议功能的正确性和可靠性不能得到完全的保证，开发成本和难度很高。
【发明内容】
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[0004]本实用新型的目的是提供一种嵌入式CPU外部内存总线扩展Profinet总线装置，能够提供一个简单、可靠的通用嵌入式CPU扩展Profinet总线的装置，减少开发人员工作量，保证正确性和可靠性，以克服【背景技术】中存在的问题。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为:
[0006]一种嵌入式CPU外部内存总线扩展Profinet总线装置，包括依次连接的存储器模块、通讯控制CPU、Pr0finet通讯协议处理芯片、收发连接模块，存储器模块用于连接嵌入式CPU，收发连接模块用于连接Profinet通讯总线；还包括电源模块，电源模块连接于通讯控制CPU、Profinet通讯协议处理芯片、收发连接模块和嵌入式CPU。
[0007]较佳地，包括至少两个收发连接模块。
[0008]较佳地，收发连接模块包括相互连接信号收发器和网络连接器，信号收发器用于连接Prof inet通讯协议处理芯片，网络连接器用于连接Prof inet通讯总线。
[0009]较佳地，信号收发器为以太网信号收发器，网络连接器为以太网RJ45连接器。
[0010]较佳地，存储器为FIFO存储器。
[0011]较佳地，存储器与通讯控制CPU之间连接有数据线、地址线和控制线。
[0012]本实用新型的有益效果在于:在嵌入式CPU应用中需要实现Profinet总线通信时，通过在CPU外部内存总线电路上挂接本实用新型所述装置，可缓解软件开发人员对Prof inet总线的开发难度，且不需要软件开发人员，开发和应用Prof inet总线协议。大大降低了整个CPU应用中，在Prof inet通讯协议上的开发难度和周期，提高CPU代码中，Profinet通讯操作的安全性和可靠性。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型实施例的结构示意图。
[0014]图中:1-存储器模块，2-通讯控制CPU，3-Profinet通讯协议处理芯片，4-嵌入式CPU，5-Profinet通讯总线，6-电源模块，7-第一收发连接模块，8-第二收发连接模块，9-信号收发器，10-网络连接器。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。
[0016]一种嵌入式CPU4外部内存总线扩展Prof inet通讯总线5的装置，包括依次连接的存储器模块1、通讯控制CPU2、Prof inet通讯协议处理芯片3、收发连接模块，存储器模块I用于连接嵌入式CPU4，收发连接模块用于连接Prof inet通讯总线5;还包括电源模块6，电源模块6连接于通讯控制CPU2、Prof inet通讯协议处理芯片3、收发连接模块和嵌入式CPU4。存储器为FIFO存储器。存储器与通讯控制CPU2之间连接有数据线、地址线和控制线。
[0017]本实施例包括至少两个收发连接模块，分别记为第一收发连接模块7和第二收发连接模块8，两个所述收发连接模块均包括相互连接信号收发器9和网络连接器10，信号收发器9用于连接Prof inet通讯协议处理芯片3，网络连接器10用于连接Profinet通讯总线5。信号收发器9为以太网信号收发器9，网络连接器10为以太网RJ45连接器。
[0018]本实施例中，电源模块6部分完成整个通讯装置中通讯控制CPU2、Prof inet通讯协议处理芯片3和收发连接模块中以太网收发器等需要使用的IV，1.8V，3.3V等各种电压等级的转换。
[0019]通讯控制CPU2，完成本装置与本装置外通用嵌入式CPU4之间的各项总线数据、控制命令和设备状态等各项数据的交换和处理，以及Prof inet通讯协议处理芯片3的控制和操作。通讯控制CPU2具有三个部分的处理功能:处理来自本装置外通用嵌入式CPU4的控制信号，完成握手信号，装置运行状态等一系列的控制状态的输入、处理和输出；处理和通用嵌入式CPU4之间的各项总线输入输出的数据交换，将接收到的Prof inet总线输出到本从站的数据，写入到FIFO存储器并通知通用嵌入式CPU4;从FIFO存储器中将通用嵌入式CPU4写入的预发送的数据读取出来，经过数据处理后，发送到Prof inet协议处理芯片；处理和Prof inet通讯协议处理芯片3的各项操作，完成对Prof inet通讯协议处理芯片3的初始化和启动，Prof inet总线参数的设置、Prof inet总线状态诊断、Prof inet总线的收发数据交换等一些列的Prof inet总线操作，实现Prof inet总线协议各项功能。
[0020]本实施例通过Prof inet协议处理芯片，实现对Prof inet总线中从底层到应用层的各种通讯协议的处理和实时通信服务。该芯片完成和Profinet各个站之间的各项通信数据包的解析、应答和数据交换，以及以太网中数据包的交换和路由，实现一个完整可靠的Prof inet从站。Prof inet协议处理芯片同时也和通讯控制CPU2通信，将来自外部通用嵌入式CPU4写入的各项需要和Prof inet主站交换的各项数据，转换为Prof inet总线中的相应数据交换数据包和Profinet主站做数据交换。
[0021]通过本实施例所述装置可以实现在保证最小化添加CPU设备驱动代码，最高效通信总线操作情况下完成Profinet的总线的从站配置，从站诊断状态上报，数据交换，以及Prof inet总线协议等各种Profinet总线的应用。通过CPU外部存储器总线，连接到本实施例所述装置装置，输出的Prof inet网络接口连接到Prof inet总线上。CPU完成对该装置特定地址的读或写操作，完成和该装置的命令或数据的交换，从而完成对Profinet总线各项操作，例如从站配置、从站参数读取、与主站输入输出数据的交换等一系列Profinet总线操作，实现Prof inet总线的扩展和实现。
[0022]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。本说明书中未作详细描述的部分属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1.一种嵌入式CPU外部内存总线扩展Profinet总线装置，其特征在于，包括依次连接的存储器模块(I)、通讯控制CPU(2)、Prof inet通讯协议处理芯片(3)、收发连接模块(7) (8)，所述存储器模块(I)用于连接所述嵌入式CPU(4)，所述收发连接模块用于连接所述Profinet通讯总线(5);还包括电源模块(6)，所述电源模块(6)连接于所述通讯控制CPU(2)、所述Profinet通讯协议处理芯片(3)、所述收发连接模块和所述嵌入式CPU(4)。2.根据权利要求1所述的一种嵌入式CPU外部内存总线扩展Profinet总线装置，其特征在于:包括至少两个所述收发连接模块(7) (8)。3.根据权利要求1或2所述的一种嵌入式CPU外部内存总线扩展Profinet总线装置，其特征在于:所述收发连接模块(7)(8)包括相互连接信号收发器(9)和网络连接器(10)，所述信号收发器(9)用于连接所述Profinet通讯协议处理芯片(3)，所述网络连接器(10)用于连接所述Prof inet通讯总线(5)。4.根据权利要求3所述的一种嵌入式CPU外部内存总线扩展Profinet总线装置，其特征在于:所述信号收发器(9)为以太网信号收发器(9)，所述网络连接器(10)为以太网RJ45连接器。5.根据权利要求1所述的一种嵌入式CPU外部内存总线扩展Profinet总线装置，其特征在于:所述存储器为FIFO存储器。6.根据权利要求1所述的一种嵌入式CPU外部内存总线扩展Profinet总线装置，其特征在于:所述存储器与所述通讯控制CPU(2)之间连接有数据线、地址线和控制线。
【文档编号】G06F13/40GK205486081SQ201620118659
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月5日
【发明人】钱国涛
【申请人】武汉港迪电气传动技术有限公司