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ag真人百家家乐网站:光纤环路工业以太网交换机的设计



跟着以太网技巧的迅速成长及其在商用领域的利用日渐广泛,越来越多的工业节制设备也徐徐应用以太网并采纳TCP/IP协议作为主要的通信标准。虽然利用于工业节制领域的以太网标准与商用以太网相同,但在工业节制领域,还必要收集能在对照恶劣的事情情况下稳定地事情。是以,用来连接工业设备的收集产品必要颠末分外设计,才能供给工业级的靠得住性,以满意经久继续运行的需求。别的,在工业节制领域,所需连接的设备散播较分散,单个地方连接设备少,这就对支持光纤冗余环路的8端口的光纤收集互换机产品有了较大年夜需求。为了实现光纤冗余环路功能,必要采纳高机能的微处置惩罚器实现收集的治理和节制功能,并采纳高机能的收集互换芯片实现基础的10/100M以太网互换功能。

下面主要先容CPU采纳32位ARM内核微处置惩罚器、具有6个10/100M双绞线端口和两个100M光纤端口、可ag真人百家家乐网站实现冗余环路功能的工业以太网互换机的软、硬件设计思路。

1 硬件设计

光纤环路工业以太网互换机硬件主要分成两个模块:CPU模块和互换模块。下面分手对这两个模块进行具体先容。

1.1 CPU模块

CPU模块又可以划分为两部分,即电源部分和CPU及外围电路部分。

电源部分要求供给两路10~40V的直流电源,这两路电源互为备份,只要此中一起电源是正常的?即可使系统正常供电。别的,这两路电源的正常与否由连接到CPU上的两个LED发光管唆使,CPU假如发明有一起不正常,就会驱动报警唆使灯唆使此路电源不正常,并驱动继电器接通另一起电源。假如两路同时不正常,因为继电器的报警输出为常闭触点,Cag真人百家家乐网站PU无输出旌旗灯号,继电器的触点是闭合的,是以可以向远端供给报警信息。

MAX788是开关稳压管,该稳压管的输出电压为3.3V,输出最大年夜电流为5A,输入电压范围为8V~40V,内部开关频率为100kHz。

互换机的CPU选用Atmel公司的32位ARM内核微处置惩罚器芯片AT91M40800,RAM采纳高速256K16位的SRAM CY7C1041BV33。

FLASH存储器29W400用来保存法度榜样和一些设置设置设备摆设摆设信息,它的容量为256K16位。AT91M40800的串口扩展一个RS-232接口,PC机经由过程RS-232口直接对互换机进行一些治理和设置。MAX823是一个带WATCHDOG功能的电源监视芯片,供给靠得住的复位旌旗灯号。

CPU模块和互换模块之间经由过程40芯的插座进行连接,主要对互换芯片实现寄存器设置和收集数据读写功能。JTAG端口实现对AT91M40800的实时仿真和将法度榜样下载到FLASH存储器中。

1.2 互换模块

互换模块主要由MAC层主互换芯片VT6510B和物理层芯片RTL8208组成。主互换芯片采纳VIA公司临盆的VT6510B,该芯片有ag真人百家家乐网站9个10/100M端口和1个1G端口,内嵌384KB的节制RAM和包互换缓冲RAM,可以实现完备的互换功能;别的供给主机接口,以便外部CPU对本互换芯片进行初始化和治理。

8个10/100M端口经由过程RMII接口与Realtek公司临盆的物理层芯片RTL8208连接。RTL8208芯片共集成了8个物理层的端口,这8个端口可以设置设置设备摆设摆设成采纳10/100BASE-TX(双绞线接口)或100BASE-FX(光纤接口)。本系统采纳了6个10/100BASE-TX端口和两个100BASE-FX端口。6个10/100BASE-TX端口必要经由过程隔离变压器HR604009与RJ-45接口连接,HR604009是一个供给4路RJ-45接口的隔离变压器。两个100BASE-FX端口可以直接与光纤收发器V23826ag真人百家家乐网站连接,该收发器供给单模SC接口。

别的,物理层芯片RTL8208可以经由过程串行移位寄存器74HC164外接LED发光管输出显示每个收集端口的状态。

因为VT6510B和RTL8208的核苦衷情电压是2.5V,以是还要采纳低压降的稳压芯片MAX1818把3.3V的电压降到2.5V。

2 软件设计

本互换机软件设计的主要义务是对互换芯片VT6510B的寄存器进行设置,使之能实现基础的互换功能;别的可以由上位机经由过程RS-232口或互换机上的收集端口对本互换机进行设置,实现收集端口的状态监视、冗余环路、虚拟局域网等各项高档治理功能。

根据产品的设计要求,互换机的软件可以划分为以下几部分:

(1)初始化

主要完成对CPU各寄存器的初始值设置和对互换芯片的各个寄存器的初始值设置,启动互换机开始事情。

(2)收集协议

实现802.1d、802.1w、802.1q以及PING、ARP、BOOTP、IP、TCP、UDP等收集协议。

(3)收集治理及功能设置

经由过程RS-232口实现对互换机一些基础参数的设置和状态监视。别的在实现上述收集协议的根基上,也可以直接经由过程收集实现对互换机的参数设置和实时状态监视。

(4)故障诊断及冗余环路实现

实现对电源及互换机其它部件的故障自诊断和报警,按照所设定的冗余环路实现协讲和策略,监视收集当前连接状态并实现收集的自愈功能。

因为工业以太网互换机与平日的商用互换机有很多的合营点,又有一些不合点,是以在设计时借鉴了商用以太网互换机的道理,同时又兼顾到了工业以太网设备的特征。本设计选用了功能ag真人百家家乐网站较强的互换芯片、收集物理层芯片和收发接口电路,并采纳了基于ARM内核的32位嵌入式处置惩罚器来实现互换机的高档收集功能。

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