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通信技术：Linux主站平台设计[2]

互联网技术责任编辑：zyc827 2012-03-19

摘要：1PROFIBUSDP主站通信机制PROFIBUSDP的主要目的是在功能强大的主站与若干简单的从站之间进行循环的数据交换。因此系统主要使用主从类型通信服务。PRIFIBUSDP总线系统设备包括主站和从站，而主站则包括1类主站和2类主站。1类主站能够对从站设置参数，检查从站的通信接口配置，读取从站诊断报文，并根据已经定义好的算法与从站进行用

1　PROFIBUSDP主站通信机制

PROFIBUSDP的主要目的是在功能强大的主站与若干简单的从站之间进行循环的数据交换。因此系统主要使用主从类型通信服务。

PRIFIBUSDP总线系统设备包括主站和从站，而主站则包括1类主站和2类主站。1类主站能够对从站设置参数，检查从站的通信接口配置，读取从站诊断报文，并根据已经定义好的算法与从站进行用户数据交换，同时，1类主站还能用一组功能与2类主站进行通信。2类主站则是一个编程器或一个管理设备，可以执行一组DP系统的管理与诊断功能。由于2类主站不能单独作为一个主站对从站进行管理，加上本系统采用的是单主站结构，所以本系统设计的是一个1类主站。

PROFIBUSDP的1类主站主从通信过程，大致分为以下几个阶段：询问从站是否在线，主站对从站的第一次诊断，参数化从站，通信接口配置从站，主站对从站的第二次诊断和主站与从站之间的循环数据交换。

为了保证帧在总线上的正确传输,PROFIBUSDP对帧的结构及相应的时序关系做了严格的规定,且定义了12个参数以限定及保证帧间隔时间和可允许的最大等待时间等。一次典型的主从站数据交换过程在发出每一个帧前,须有一个同步期TSYN,即在每一报文帧发出前加入一段总线休息时间,其长度固定为33Tbit时间。

在TSYN后,通信的发起方发出请求帧到响应者(从站)。接收方从接到该请求到产生响应数据的间隔时间定义为TSDR,该参数的大小反映了该响应方从站的计算能力大小和资源多少。有些站点没有采用专用的通信ASIC芯片,或者宿主MPU的计算能力较低都会使响应时间较长。PROFIBUSDP协议中规定了响应时间的上、下限值即:min TSDR，max TSDR。其中:min TSDR=11Tbit,max TSDR=60Tbit～850Tbit。

在通信的发起方(主站) 一侧,从主站发出请求帧的最后一位到收到响应帧的第一位之间的时间间隔被定义为Slot Time，它从另一个方面反映了一个系统的实时性能的好坏。此设计中定义了一个重要的参数TSL，即为允许的最大的Slot Time，如果通信的发起方主站在超过TSL后,还未收到接收方的响应,则认为系统出错,或重发请求帧(重发请求数不超过Max Retry Limit 参数限制)，或上交此错误给FDL层。

2　硬件系统设计

本PROFIBUSDP主站硬件平台由于目标是完全采用自主技术，不依靠国外的产品和技术，所以本系统选用的是第一种方案（即由处理器运行完整的协议来实现）；同时，基于S3C2410芯片的强大功能，本平台不但移植了Linux操作系统，并且还编写了网络接口和USB口的驱动，这对于平台的多功能性和以后性能的扩展都有一定的意义。

此硬件平台以S3C2410处理器为核心，通过编程实现DP协议栈的功能，完成与上位机和DP从站设备的通信功能。同时，针对S3C2410处理器的功能，使用外围芯片DM9000实现了以太网通信功能，并根据USB的特点，以特定的I/O口实现USB的从设备功能。由于需要移植Linux操作系统，所以需要用外围芯片扩展内存。在本试验平台中，通过串口1实现了DP通信，通过串口2实现了该硬件平台与上位机的通信。

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