数据交换总线范文

2024-06-16

数据交换总线范文(精选3篇)

数据交换总线 第1篇

水务一体化管理是一个涵盖多行业、多层面、多任务的综合管理体系,它是包括水利、供水、排水等行业,贯穿决策、调度、操作等层面,实现水安全、水资源、水环境等管理任务的有机整体。水务一体化管理的实现对水务行政主管部门、行业管理单位及相关企事业单位之间的业务协同、信息联动和综合业务提供了保障,同时也对水务信息化如何有效支撑政府职能转变、促进高效行业管理和提升社会公共服务水平提出了更高的要求。

随着上海水务业务可持续发展的不断深入,对水务数据的综合利用与辅助决策提出了更高的要求,而科学的水务决策需要海量多种类动态数据的综合支撑。为满足水务业务应用在计算机模拟、趋势分析、预警预判、决策支持等方面的实际需求,研究一个能够不改变原有信息系统的架构,支持数据在异构数据源和不同系统间交换、信息无缝流转且能为将来构建新系统提供数据标准和其它参数指标的数据交换和共享管理平台已成为必然趋势。

本文结合上海水务信息化发展实际情况,运用满足水务一体化管理工作需求的多目标、多任务和多层次的统一数据交换与共享管理技术,实现基于数据总线的水务数据交换平台,对水务数据实现有机整合、共享共用和数据挖掘进行有益的研究和实践。

1 问题的提出

近年来上海水务部门陆续开展了大量信息化建设工作,建成了联接国家防总、水利部、全市水务系统和气象、海洋和海事等兄弟部门的水务专网,为实现数据的共享共用提供了必备的网络条件。截至目前,上海水务系统已建成用于防汛抗旱指挥、水资源管理、水环境治理、水务工程管理等不同业务目标,涵盖供水、排水、水利三大行业涉及27家单位近50余套的信息系统,累积了从1998年以来超过1TB数据量的多比例尺、多时相的数字地形图和遥感影像资料,各相关单位先后建成了水资源普查数据库、国家水文水质数据库、水利基础设施数据库、用水户数据库、排水泵站、污水处理厂数据库等。这些系统和数据库的建成从数据源头上提供了大量的信息支撑,也为实现数据的综合利用和信息资料的共享共用提供了必备的数据基础。

但这些系统及数据库建设受当时信息技术的限制、建设理念的局限以及对长远信息化应用认识的不足等多种因素制约,存在系统架构多样、开发平台异构、数据库选型多类、库表设计不同等问题,缺乏统一的系统建设规范。就信息系统而言存在C/S与B/S架构并存、Java、.Net框架和其他工业组态软件开发多态;数据库同时存在SQL Server、Oracle、SyBase、DB2等多种类型;数据表设计思路不同、数据多源异构、技术路线差异极大,难以进行数据交换共享;数据更新机制不完善,数据更新责任不明确,致使已建成的数据无法得到及时更新,数据仍然停留在建成之初的状态,不能完全反映现势状况;系统间存在应用目标单一、技术路线多样、缺乏信息共享与联动,难以保证数据的准确性、及时性和唯一性。这些情况也是目前信息化建设领域普遍存在的现象。

因此建设一套行之有效的能够满足全市水务行业需求的水务数据交换平台,解决“信息孤岛”现象,实现水务行业内各部门之间、水务行业与其它行业之间的数据共享和联动,形成数据及时、有效的更新机制,成为当前水务部门亟待解决的课题。

2 方案的设计

水务数据交换平台设计目的就是满足市水务局层面政府决策、综合管理工作对数据集成、数据挖掘和综合业务分析应用的需求。在市水务局已完成水务数据中心框架构建的基础上,建立一个统一的数据交换平台,简化、规范行业条线应用对数据交换、数据共享和数据管理的操作,协调信息资源的共享共用,满足供水、排水、水利三大行业间对数据综合调用的块状应用需求,实现面向应用的数据监控、集中管理和运行维护,提供高灵活性、高稳定性、高可用性和易扩展性的功能支持。

根据上海水务综合管理中存在静态数据、实时数据和资源目录数据三大类的情况,我们设计了能够实现统一汇聚、规范整合和规范发布的基于数据总线技术的数据交换平台。

如图1所示,图中虚线框内所示,水务数据统一交换和共享管理平台主要由两大部分组成:一为数据交换部分;二为数据管理部分。

2.1 数据交换部分

主要采用基于统一中间件的数据总线技术来实现对水务数据中心的基础类、实时类、政务类和元数据类数据与各单位信息系统之间的统一数据交换。在上海水务数据交换应用中,我们基于IBM Message Broker中间件平台,根据数据更新的不同要求进行了数据交换的二次开发和定制,有针对性地设计了水务数据实时交换模式和静态数据交换方式,并设计了用于获取水务数据中心中存储数据的信息资源检索接口。

(1) 实时数据交换方式

主要针对由实时采集信息系统生成的数据及部分以数据记录形式存储在数据库中并及时更新的政务类数据,采用统一的数据交换中间件平台进行实时数据交换。在不改变原有系统的情况下,支持数据在多源异构的系统和数据库之间交换,实现各类水务实时数据的无缝流转,实现对实时数据的集中、发布、路由、交换与同步,将经过汇聚、整合、规范后的水务核心数据集中存储到水务数据中心,并能为将来构建其它信息系统提供数据接口规范。

(2) 静态数据交换方式

针对数据更新频率不高且以文件或图片形式(如基础数字地形图、遥感影像数据、行政许可的附件资料等)保存的基础类数据和部分政务类数据,通过数据总线采用统一的文件数据定期拷贝形式进行数据交换。

(3) 信息资源检索接口

基于XML设计,用于水务数据监控管理部分与水务数据中心、数据统一交换平台之间协调通信,实现对水务数据中心存储的数据的编目、审核、目录检索、统计分析等功能,为数据需求单位、数据管理单位及时掌握水务数据的供需需求提供索引指南和资源目录。通过创新信息资源编目、资源公开属性审核、目录交换管理、目录检索及其统计分析,实现信息资源目录的共享。

2.2 水务数据监控与管理部分

主要用于满足不同层面水务从业人员对数据的管理和应用需求,分接入层、交换层和应用层三个层面进行应用设计,如图2所示。

(1) 接入层

主要针对市水务局各局属单位和行业管理部门的信息技术专业人员进行设计。设计能够满足信息技术专业人员对各自单位信息系统及其数据库运行维护管理需求的一系列实用、便捷功能,实现对数据库运行状态、数据连接情况、数据交换状态、数据异常报警等监控管理功能,提供交换监控、数据管理、故障报警、异常预警等应用服务,为信息技术专业人员及时掌握信息系统及其数据库运行状态提供有效、实时的监控和管理手段,减轻信息技术专业人员对系统及数据库的运维工作量,缓解人工检查信息系统及数据库状态的劳动强度。

(2) 交换层

主要针对市水务局信息化主管部门负责数据中心运行的专业管理人员进行设计。设计能够提供对全局供水、排水、水利三大行业相关信息系统与水务数据中心之间数据汇集、数据路由、数据订阅与发布、数据整合与数据质量管控等数据交换全过程的可视化监控、管理和配置等应用服务,提供无关计算机技术、简化、便捷、可视化的交换配置工具,实现随需随用、灵活调整的数据交换策略,有效降低数据中心管理人员对计算机专业技能水平的要求。此外还提供对数据交换过程中所发现的传输延时、交换中断、数据异常等情况进行在线监控和预警,一旦发现异常情况,通过短信等即时通信手段及时告知数据中心管理人员。

(3) 应用层

主要面向市水务局机关和相关行业管理单位的领导和业务人员,基于面向水务专题应用的数据挖掘技术,提供能够满足各种行业管理应用和政府管理应用的数据报表、统计分析、趋势预测、评价评估等功能。该决策层面针对水务行业从业人员多而水务信息化从业人员少的特点,功能设计应实现与信息技术的无关性,力求降低水务行业从业人员运用本平台的门槛。

3 关键技术研究

3.1 基于“数据总线”技术的统一数据交换平台

基于数据总线技术的统一数据交换模式是一种松耦合的连接方式。在这种模式下,所有应用系统或行业基础数据库不通过数据库的相互直连进行数据交换,而是连向一个统一的数据交换平台,由交换平台统一维护各个信息系统之间的接口,统一协调信息资源,统一对各个信息系统做数据交换共享。随着参与数据交换的系统增加和数据量的不断加大,其可扩展性和稳定性等方面就越来越突出,更能适应信息系统规模的扩大和业务工作的不断发展。由于这种模式在可扩展性,可维护性,稳定性方面比较优越,是一种综合的长远解决方案。

3.2 基于J2EE Struts 2框架的数据监控与管理平台

运用业界流行的基于Struts 2框架的J2EE Web开发技术,开发具有实时数据监控功能的数据监控与管理平台。由于采用了MVC的系统开发模式,把业务逻辑代码从表现层中清晰地分离出来,避免表现层与业务逻辑层的代码混叠,实现数据监控与管理平台功能扩充的易扩展性和可持续性,简化开发与后期维护的复杂度。

3.3 基于.Net3.5框架的智能进程管理技术

基于微软.Net3.5框架体系,开发针对Windows系统进程级别的守护进程程序。在守护进程程序中模拟系统运维人员对数据交换关键环节的状态判断,对各种数据交换事件的状态情况进行智能研判,及时修正并恢复数据交换作业,最大限度减轻系统运维人员在数据交换环节中的运维工作量。

3.4 基于BO平台的数据挖掘技术

数据挖掘是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的数据中提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。通过运用BO平台的数据挖掘技术,实现了面向防汛、水资源应用的综合关联分析、聚类分析、分类、预测、时序模式和偏差分析等功能。对水安全、水环境、水资源业务的决策具有一定的支持作用。

4 系统功能的实现

4.1 统一数据交换与共享

基于IBM Messager Broker中间件平台构成的数据总线,实现市水务局及其局属单位、区县水务局、太湖局、国家防总、气象局等其他行业单位共27家单位52套应用系统与水务数据中心之间的数据交换与共享,如图3所示。

防汛数据交换方面:实现潮位预报、报汛水情、实时雨情、风速风向、积水监测、台风信息、闸泵工况、下立交积水、水务热线灾情、防洪工程数据、太湖水情、气象信息等数据的订阅和发布。

水资源数据交换方面:实现水资源取、供、用、排多个环节相关的原水水厂、供水管网、供水测压点、供水水质、供水水量等数据的订阅和发布。

4.2 集中数据监管

为满足水务数据统一交换、集中数据监管的应用需要,基于B/S架构,设计水务数据统一交换和共享管理平台,完成交换平台、数据中心等功能模块。

在交换平台模块中,实现对数据源端、数据交换段、数据目的端三个关键环节的数据采集、数据发布、交换效率、故障统计、数据交换情况统计、数据完整性、数据奇异性预警等功能。

数据中心模块中,实现对数据中心涉及的数据库运行状态、数据库配置、用户权限管理、数据交换节点注册等集中管理功能。

4.3 智能交换监控

为减轻数据中心管理人员的运行维护工作强度,专门设计具有智能监控系统交换进程的守护程序,用于在线智能判断数据交换平台的运行情况,一旦发现数据交换平台中某一交换进程停止响应或出现其它问题,守护进程会采取相应措施,自动终止有问题的交换进程,并重新启动该交换进程程序,最大限度地确保相关数据交换的顺利进行。

4.4 面向应用的数据服务

以防汛、水资源应用为试点,针对防汛业务专题进行数据挖掘,实现雨量、水位、风速风向、道路积水、水闸工况、泵站运行情况等相关数据的图表显示、单因子统计查询、多因子趋势分析等功能(如图4所示);针对水资源业务专题,实现对水量日报、水质日报、水厂监测、供水泵站监测、管网监测、骨干河道水质评价、水功能区达标评价、河道综合指数评价等功能。面向水务业务应用提供统一标准的数据服务和应用接口。

5 应用效果

水务数据交换和监控管理平台的建设,简化了市水务局与局属各单位之间、与区县水务局之间、与行业相关单位之间多源、异构的数据交换与共享,有效推动了信息资源的整合、共享、交换与应用,避免了由于规范标准不一、数据接口不一所带来的行业之间、部门之间的信息孤岛现象,辅助政府部门大大降低了信息化建设运维成本。

通过对水务数据交换和监控管理平台设计,对提炼出一套科学合理、行之有效的适合水务一体化管理需求的水务数据中心建设规范、水务行业基础数据库及其管理系统建设导则、水务公共信息平台运行维护规程等标准规范,具有促进的意义。

水务数据交换和监控管理平台的建设,在上海水务系统中探索了基于统一数据交换的数据总线模式实现资源整合和信息共享的新路子,对提升水务行业基础管理,提高各部门各单位的工作协同,提升政府公共服务水平起到很好的辅助作用。

6 结 语

本文提出的基于数据总线技术的水务数据交换和监控管理平台理念和技术都较为前沿,需要不断了解和跟踪国内外相关技术的应用情况,加强沟通与合作。如何将本系统平台与水务局在建的项目更好地结合起来,更好地在实际工作中得到推广应用和提升,需要更多的思考。

参考文献

[1]潘大四.基于XML的异构数据库数据集成的关键技术研究[D].重庆:重庆大学,2004.

[2]曹成,舒坚,蔡轲,等.一种基于ebXML的数据交换系统架构[J].江西:江西师范大学学报:自然科学版,2007:5-15.

[3]徐俊杰.基于XML的数据交换模型研究[D].黑龙江:哈尔滨工程大学,2006.

[4]李冬睿.基于XML与Web Service的电子政务数据交换模型的设计与实现[D].广西:广西师范大学,2008.

[5]杨剑.基于XML的异构数据交换系统的研究与实现[D].四川:西南交通大学,2005.

数据交换总线 第2篇

关键词:CAN-bus,游艺机,数据交互,单片机

1 前言

CAN(Controller Area Network)即控制器局域网络,属于工业现场总线的范畴。CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性,因而在汽车领域得到了广泛的应用,实现汽车内部控制系统与各检测和执行机构间的数据通信。基于CAN以上优点,及在复杂环境下具有抗干扰能力强、多字节传输、1Mb/s可编程速率、多个发送和接收缓冲等特点,本文主要介绍利用PIC24系列单片机组成CAN总线局域网[1],实现游乐机各控制系统、各检测和执行机构间的数据通信,组成一个整体进行控制和监控。

2 系统原理及技术要求

中小型游乐机的控制有多种要求,各种操作按钮的输入信号、传感器信号、输出控制、与其它控制单元通信(如变频器、显示模块、节点、上位机)等,设备安装现场干扰信号较多,要求具有较强的抗干扰能力;基于以上要求采用CAN总线通信方式实现数据的交互和设备的控制。

3 硬件实现

主控制系统基于PIC24HJ128GP504单片机实现,由输入、输出、及具有CAN通信三大部分组成(如图1所示)。

控制板的编号ID由拨码控制,带通用锁存芯片的输入输出端口,使用USART实现RS232/485接口、带USB接口的芯片可与PC进行通讯,SPI/I2C接口可扩展芯片功能;本文对CAN的实现做详细的讨论,电路原理图如图2所示,PIC24HJ128GP504的CAN收发口经光耦与CAN控制器隔离,在后级加电感滤波和二极管稳压,可极大地提高CAN差分信号的稳定[2]。输出端CH-,CH+接于总线上即可组成CAN局域网进行通信。

4 软件实现

CAN通信主要由初始化配置、接收数据和发送数据三部分组成(如图3所示)。PIC24系列单片机具有完全E-CAN协议,可以灵活地进行配置,以方便实际的使用。

软件使用C语言实现[3],将PIC24HJ128GP504芯片的20脚定义为CAN的输出,21脚定义为CAN的输入;将CAN配置为标准CAN2.0协议,115200的波特率,8个发送缓冲区,32个接收缓冲区,及激活错误检测中断功能;多个发送和接收硬件缓冲区,具有良好的数据冗余性,提高了数据传输的速度,减少数据收发之间的影响;对于要收发的数据不采用软件缓冲也不会导致丢包,减少程序的编写量,保证系统稳定安全地工作。对于数据的发送和接收采用中断的形式,收发大量数据时可提高程序运行的效率;中断程序利用DMA传输(中断发送程序_DMA0Interrupt(void),中断接收程序_DMA1Interrupt(void)),不经过CPU的处理可直接进行数据的收发,从另一方面提高了程序运行的效率,减少在中断程序中进行大量数据处理而带来性能上的影响。CAN的部分代码实现如图4所示。

5 结论

此系统有较丰富的输入输出接口、通信接口、以及其它丰富的通信接口,最重要的是具有的CAN总线接口,可以在复杂和干扰比较强烈的工业环境中进行通信。中小型游艺机经常在复杂的干扰比较强的环境中使用,采用带CAN总线功能的通信控制系统,在编制软件时也做好抗干扰算法,在实际项目的使用中证明其提高了系统的抗干扰性能,使设备稳定地工作。

参考文献

[1]刘和平,刘钊,郑群英,等.PIC18Fxx单片机程序设计及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.

[2]阎石.数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2004.

数据交换总线 第3篇

随着以太网技术的发展, 工业以太网成为新的发展方向。EPA作为一种全新的适用于工业现场设备的开放性实时以太网标准, 将大量成熟的IT技术应用于工业控制系统, 为适用于现场设备的实时工作建立一种全新标准, 并在此基础上建立应用于工业现场设备间通信的开放网络通信平台。该项目得到中国政府“863”高科技研究与发展计划的支持。

EPA总线作为我国唯一一个具有自主知识产权的工业以太网总线的国际标准, 目前并未在工控机等主控制设备中得到广泛应用。因此, 为进一步推广该协议的使用, 其在PC机、工控机上已经成为标准配置的PCI接口通信。此文阐述一种通过在两种总线接口之间增加一个数据传输装置的方法解决EPA协议与PCI接口之间的通信问题。

2 设计分析

本装置设计的基本思路为:主控设备通过PCI总线扩展EPA协议总线端口, 作为EPA协议总线上的一个节点实现数据通信, 当主控设备需要发送数据时, 通过PCI总线控制电路模块写入装置的发送缓冲区, 然后EPA控制电路模块获取缓冲区的数据, 并将数据打包为EPA协议的报文并通过EPA总线发往目标节点;当主控设备需要接收数据时, 首先通过EPA控制电路模块接收EPA总线上的报文, 并将报文解包, 把数据写入装置的接收送缓冲区, 然后通过PCI总线控制电路模块读取缓冲区数据, 经PCI端口传送至主控设备。

期间由于PCI控制电路模块与EPA控制电路模块均需对缓冲区进行读写, 由于两者通信速度、通信机制、时钟完全不同, 因此两者读写并不同步, 且存在以下问题:

(1) 主控设备通过PCI总线控制器和EPA总线控制器, 同时向同一缓冲区写数据, 此类情况下必然导致冲突, 使两者均无法正确写入数据。

(2) 如果PCI总线控制器对缓冲区的刷新速度超过EPA总线控制器的数据读取速度, 则会导致PCI总线控制器写入的数据丢失, 反之则会导致EPA总线控制器读到的数据是旧数据。

(3) 如果PCI总线控制器读取速度超过EPA总线控制器的刷新速度, 则导致EPA通信数据丢失, 反之则可能导致PCI总线读到的数据是旧数据。

针对以上问题, 可以通过以下两种方法解决:

(1) 将所有要传输的数据更新到缓冲区并将缓冲区分为收、发两个片区, 这会导致缓冲区的大小限制传输数据规模的问题, 这一问题在大型系统中表现尤为明显。

(2) 将缓冲区按照最大报文长度划分为多个片区, 并设置标志区, 在PCI总线控制器与EPA总线控制器间建立冲突仲裁机制, 从而避免冲突状态的发生及缓冲空间对传输规模的限制。

按照方案一将会导致缓冲区的大小限制传输数据规模的问题, 这一问题在大型系统中的表现尤为明显, 而方案二通过设置冲突仲裁功能, 采用标志位指示操作状态, 克服了方案一的问题, 也大大提高控制的灵活性, 因此, 本设计中选择采用方案二。

3 数据传输装置组成及功能

根据上文的思路分析, 将数据传输装置分成三部分, 如图1所示。包括PCI总线控制电路模块 (PCI) 、EPA总线控制电路模块 (EPA) 及它们之间的通信控制电路。

(1) PCI控制电路模块功能。PCI控制模块实现PCI总线协议、并行总线控制功能, 将主控制设备对PCI总线的访问转换为可通过并行总线对通信控制电路模块缓冲区特定地址的读写操作。

(2) EPA控制电路模块功能。EPA控制模块实现EPA总线协议、并行总线控制功能, 一方面通过并行总线读取通信控制电路模块缓冲区特定地址的数据, 并将数据打包为符合EPA通讯协议的报文经EPA接口发送至目标节点, 另一方面将EPA接口接收的EPA协议报文解析后的数据写入通信控制电路模块缓冲区特定地址, 以便PCI控制模块读取。

(3) 通信控制电路模块功能:具有协调PCI、EPA两个控制电路模块间的数据缓冲、互传及冲突仲裁的功能, 为实现EPA总线与PCI总线间的数据传输提供桥梁。

4 数据传输装置的实现

实现本装置的关键点在于协调PCI总线数据和EPA协议总线之间的读写操作, 因为PCI总线和EPA总线之间数据传输速率、传输机制完全不同, 导致它们之间的数据不能同步传输, 易出现传输数据损坏、丢失的情况。为解决该问题, 本装置通过在EPA控制电路模块和PCI控制电路模块间增加数据读写协调、仲裁缓冲电路, 称之为通信控制电路模块, 包括双端口RAM数据缓冲区和冲突仲裁两部分, 其电路框架如图2所示。

由图2可知, 双端口RAM分为缓冲区、标志区、配置区, 用于PCI总线和EPA总线端口之间接收数据和发送数据的缓存、标志位的更新及EPA总线配置字参数的更新。另外, 由于PCI控制电路模块和EPA控制电路模块均具有并行总线主控制器功能, 为防止两电路总线对主控制权的争夺、数据的丢失甚至硬件的损坏, 故在通信控制电路中增加冲突仲裁电路, 用于防止PCI模块和EPA模块同时操作数据缓冲区导致的混乱, 如读写数据失败、报文破碎等, 冲突仲裁电路具有以下控制作用:

(1) PCI控制电路模块和EPA控制电路模块在同一时刻只能由其中一个模块对双端口RAM进行操作。在一个模块进行操作时, 冲突仲裁电路自动封锁另一模块对双端口RAM的操作, 当前操作模块在操作完成后解除对双端口RAM操作的占用封锁。

(2) 当PCI控制电路模块和EPA控制电路模块同时发起对双端口RAM的操作时, 冲突仲裁模块封锁EPA的操作。

(3) 缓冲区溢出。若PCI控制电路模块或EPA控制电路模块向双端口RAM写入新数据时超越数据区范围, 则覆盖最早的数据, 同时更新双端口RAM标志区的起始地址和结束地址。

通过通信控制电路, 本传输装置可以实现配置EPA总线运行参数和数据接收、发送数据传输工作的功能, 每项功能实现的操作流程如下:

(1) EPA总线运行参数的配置操作流程, 如图3所示, 该过程只需主控设备通过PCI总线的控制电路向双端口RAM的配置区写入EPA总线配置参数, EPA控制电路通过查询标志区配置更新标志位, 若有更新, EPA控制电路模块则读取配置字参数, 更新EPA总线运行的配置参数, 完成通过PCI总线对EPA协议总线运行参数更新的功能。

(2) 数据传输操作流程。将缓冲区按照EPA报文的最大长度划分为多个缓冲片区, 通过标志字将其状态划分为五种状态:空闲、EPA电路模块占用、PCI电路模块占用、待EPA模块读取和待PCI模块读取。在PCI总线与EPA协议总线的数据进行交换的过程中, 读缓冲区和写缓冲区过程如下:

(1) 当数据从PCI接口发送至EPA接口时, 发送流程如图4a所示, 主控设备首先通过PCI控制电路模块向冲突仲裁电路读取当前缓冲区状态;然后选择空闲缓冲区并将缓冲区状态设置为占用状态, 若没有空闲缓冲区, 则选择处于“待EPA模块读取”状态的缓冲区中最早被设置的缓冲区设置为占用状态 (此时数据会丢失) ;最后向双端口RAM缓冲区写入要发送的数据及更新标志;EPA控制电路在检查到“待EPA模块读取”状态标志字时, 按先进先出原则将缓冲区设置为“EPA电路模块占用”状态后, 数据打包为符合EPA协议的报文并发送, 在发送成功时更新发送标志字为空闲。

(2) 当数据从EPA接口发送至PCI接口时, 接收流程如图4b所示, EPA控制电路模块把从EPA总线接收到的报文进行解析, 然后将解析出的数据按照PCI控制电路模块相同的流程找到相应的缓冲片区并写入和更新标志为“待PCI模块读取”状态, 等待主控设备读取。主控制设备通过PCI总线读取到“待PCI模块读取”状态后, 通过PCI控制电路模块从双端口RAM的缓冲区读取数据。

该装置采用某品牌PCI总线接口芯片PCI9030作为PCI总线控制电路核心芯片, 该芯片内建全功能的并行总线控制器, 通过外置时钟对总线时序加以控制。EPA总线控制器作为总线控制电路, 并采用双端口RAM作为缓冲区从根本上避免冲突的发生。由于Compact PCI、PCI104总线均采用PCI电气定义, 只是机械接口定义和配置有所不同。因此, 本文设计的方法也同样适用于EPA与Compact PCI、PCI104总线间的数据传输装置。另外, EPA总线控制电路模块采用EPA模组, 并行总线接口。

5 结束语

EPA标准作为我国自主开发的基于工业以太网的现场总线协议, 对提升我国自动化技术的整体水平具有十分重要的意义, 特别是将EPA标准引入国际标准, 意义尤为重大。一个标准的成功与否, 关键在于推广应用, 通过本装置的设计, 使得EPA总线能够很好地与当前应用广泛的PCI协议兼容, 有助于以EPA标准为核心的系列标准产业化推广。

参考文献

[1]李贵山, 陈金鹏.PCI局部总线及其应用.安电子科技大学出版, 2003.

[2]GB/T 20171-2006.用于工业测量与控制系统的EPA系统结构与通信规范.

[3]PCI-SIG.PCI Local Bus Specification.

[4]胡现辉, 车震平, 魏彪, 李开龙, 米德伶, 秦岚.PCI接口芯片在X光测量系统中的设计与实现.

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