。
[0046]图1示出了本发明实施例提供的应用于现场总线拓扑结构中的交换设备的物理实现示意图。如图1所示，本实施例中，交换设备10包括现场可编程门阵列FPGA芯片110。
[0047]FPGA芯片110包括低电压差分LVDS接口 114、低电压差分LVDS接口 115、串并转换模块111、并行数据转发逻辑模块112、并串转换模块113 ;
[0048]LVDS接口 114作为交换设备的物理层接口将接收到的LVDS数据发送到串并转换模块111，串并转换模块111对该LVDS数据进行串并转换后，传输到并行数据转发逻辑模块112，并行数据转发逻辑模块112识别串并转换后的LVDS数据的源地址和目的地址，并根据该目的地址将串并转换后的LVDS数据发送到对应的并串转换模块113，并串转换模块113对接收到的数据进行并串转换后，通过LVDS接口 115将并串转换后的LVDS数据传输到与目的地址对应的端口，以将该数据发送到交换设备10外部，即要接收数据的控制设备。因为是点对点传输，根据LVDS信号的信号特性，LVDS最高速率可以达到600M。
[0049]本实施例的应用于现场总线拓扑结构中的交换设备具有数据传输效率高，且可实现并行转发数据的优点。
[0050]图2示出了本发明实施例提供的现场总线拓扑结构示意图；如图2所示，本实施例提供的现场总线拓扑结构，包括:控制设备12、控制设备22、控制设备32、现场总线100及至少两个上述实施例所述的应用于现场总线拓扑结构中的交换设备，即交换设备10、交换设备20。
[0051]交换设备10、交换设备20上设有多个控制端口和至少一个交换端口，如控制端口
11、控制端口 21、控制端口 31和交换端口 13、交换端口 23，交换设备10、交换设备20之间利用现场总线100通过交换端口 13和交换端口 23依次连接。
[0052]本实施例中，控制端口 11端口和交换端口 13在设备上不进行区别，而是由连接的设备自动识别，控制端口 11为控制设备32与交换设备10相连的端口，交换端口 13为交换设备10与交换设备20之间相连的端口，用于当单个交换设备(例如交换设备10)提供的控制端口 11无法满足控制设备32的数量要求时，或因各控制设备32所处位置不同而不便与同一交换设备10相连及为节省接线成本时，实现多个交换设备(例如交换设备10和交换设备20)之间级联。
[0053]如图2所示，本实施例的现场总线拓扑结构具体包括如下实现方式:
[0054]控制设备12和控制设备32利用现场总线100通过同一交换设备，即交换设备10的不同控制端口(控制端口 11、控制端口 31)连接到该交换设备10，或
[0055]控制设备12和控制设备22利用现场总线100通过不同交换设备，即交换设备10和交换设备20，的控制端口(控制端口 11、控制端口 21)连接到对应的交换设备，以实现不同控制设备之间的通信连接。
[0056]现场总线100的结构为类似以太网的星型结构，其网络协议只定义链路层，节省了协议开销。
[0057]优选地，现场总线100的数据传输采用发送通道和接收通道独立运行，如图2所示，双向箭头表示的现场总线100其实是由发送和接收两个独立的通道构成的，这样一方面提高了数据传输的速率，另一方面减少由于总线仲裁带来的硬件复杂性设计。
[0058]本实施例的现场总线拓扑结构，通过采用不同交换设备实现多个控制设备之间的通信连接，可将根据实际情况设置不同交换设备的位置，节省控制设备与交换设备的接线成本。并且，通过在现场总线协议中只定义链路层，简化了总线协议，减少了额外的协议开销。
[0059]图3示出了本发明实施例基于本发明的现场总线拓扑结构实现传输数据的方法流程示意图。如图3所示，本发明提供的基于上述的现场总线拓扑结构实现传输数据的方法，包括:
[0060]S1:接收各控制设备发送的查询报文，所述查询报文中携带有各控制设备的标识号;
[0061]S2:获取发送查询报文的控制设备的标识号，并建立接收每一查询报文的控制端口与对应控制设备的标识号的对应关系；
[0062]S3:接收所述第一控制设备发送的数据报文，所述数据报文中携带有第一控制设备的标识号和第二控制设备的标识号；
[0063]S4:根据所述对应关系，查找与所述第二控制设备的标识号相对应的控制端口 ；
[0064]S5:根据查找到的控制端口，将所述数据报文发送到所述第二控制设备。
[0065]图4示出了本发明另一实施例提供的基于本发明的现场总线拓扑结构实现传输数据的方法流程示意图。如图4所示，上述方法还包括:
[0066]S6:接收第二控制设备发送的应答报文，所述应答报文中携带有第一控制设备的标识号和第二控制设备的标识号；
[0067]根据所述对应关系，查找与所述第一控制设备的标识号相对应的控制端口，并通过该控制端口将所述应答报文发送到所述第一控制设备。
[0068]当所述第一控制设备和所述第二控制设备利用现场总线通过同一交换设备的不同控制端口连接到某一交换设备时，上述步骤S2:获取发送查询报文的控制设备的标识号，并建立接收每一查询报文的控制端口与对应控制设备的标识号的对应关系，具体包括:
[0069]接收到查询报文的交换设备对该查询报文进行解析，识别出发送该查询报文的控制设备的标识号，建立接收该查询报文的控制端口与发送该查询报文的控制设备的标识号的对应关系；
[0070]当所述第一控制设备和所述第二控制设备利用现场总线通过不同交换设备的控制端口连接到对应的交换设备时，上述步骤S2:获取发送查询报文的控制设备的标识号，并建立接收每一查询报文的控制端口与对应控制设备的标识号的对应关系，具体包括:
[0071]接收到查询报文的第一交换设备对该查询报文进行解析，识别出发送该查询报文的控制设备的标识号，并通过该第一交换设备的第一交换端口将该查询报文转发给与之相连的第二交换设备的第二交换端口；
[0072]所述第一交换设备分别建立接收该查询报文的控制端口以及转发该查询报文的所述第一交换端口与发送该查询报文的控制设备的标识号的第一对应关系；
[0073]所述第二交换设备对该查询报文进行解析，识别出发送该查询报文的控制设备的标识号，建立接收该查询报文的第二交换端口与发送该查询报文的控制设备的标识号的第二对应关系。
[0074]进一步地，当所述第一控制设备和所述第二控制设备利用现场总线通过不同交换设备的控制端口连接到对应的交换设备时，上述步骤S4:根据所述对应关系，查找与所述第二控制设备的标识号相对应的控制端口，具体包括:
[0075]接收到所述数据报文的第一交换设备，根据第一对应关系，通过第一交换端口将该查询报文转发给与之相连的第二交换设备；
[0076]所述第二交换设备根据第二对应关系，查找与所述第二控制设备的标识号相对应的控制端口。
[0077]本实施中，查询报文、数据报文和/或应答报文中均可携带有对应的优先级信息，用于指示对应的报文的处理优先级。
[0078]现有的控制设备将报文发送给交换设备后，交换设备识别出发送的控制端口，会立即将此报文发送给该控制端口。但是若发送给该控制端口的报文较多，则会出现报文排队的情况。因此可在查询报文、数据报文和应答报文中添加预设数据优先级信息，其对应的优先级用于指示对应的报文的处理优先级。当某个端口同时有多帧报文需发送时，可以根据该优先级信息，将该报文插入队列，如果接收到一个当前的优先级别最高的报文，则可以直接将该报文通过端口进行发送，提高了报文发送的实时性。
[0079]作为本实施例的优选，所述方法还包括:当现场总线空闲时，所述控制设备和/或所述交换设备之间，以及不同交换设备之间，通过发送不同的心跳报文来实时监测所述现场总线是否出现故障；
[0080]若所述现场总线出现故障，则所述控制设备和所述交换设备清除各自已建立的对应关系。
[0081]在此基础上，该方法还包括:当所述控制设备与所述交换设备重新建立端口连接或通信中断时，所述控制设备重新向所述交换设备发送查询报文。
[0082]作为本实施例的优选，现场总线通信的报文还包括查询报文，该查询报文的字段包括第一源地址、第一目标地址及第一优先级；第一源地址为第一控制设备12或第二控制设备22启动初始化完毕后获得的自身的地址，第一目标地址为一无效地址，例如0XFFFF。控制设备32将查询报文发送给交换设备10，该交换设备10识别出第一目标地址为一无效地址时，则令接收到该查询报文的控制端口 11记录该第