基于DSP嵌入式以太网通信平台的设计

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基于以太网的运动控制卡通信模块设计

基于以太网的运动控制卡通信模块设计

基于以大网的运动控制卡通信模块设计杨亮亮12 !李翔史伟民!!鲁文其1(!浙江理工大学机械与自动控制学院,杭州310018;2.杭州汇苹智能科技有限公司,杭州311121)摘要:针对高速高精度运动控制系统对数据采集和传输速度的需求,设计并实现了一种基于DSP和以太网芯片W5100S的运动控制卡。

该文详细论述了上位P C和下位机运动控制卡的通信模块的设计,包括硬件结构、软件框架等。

同时,针对U D P协议本身存在的不可靠性,设计了一套简单、高效的通信协议,保证了传输链路的可靠性,确保了数据的完整性和正确性。

针对多机通信的需求,介绍了一种基于C++的局域网IP地址扫描的实现方法。

该方法通用性好,可移植性强,具有一定的参考意义。

关键词#以太网芯片;运动控制卡;通信模块;通信协议;I地址扫描中图分类号:TP23 文献标识码:A文章编号#1000 -0682(2020"03 -0024 -05DesijFn of communication module of motion control card based on EthernetYANG Liangliang1,2,LI Xiang1,SHI Weimin1,LU Wenqi1(1. Faculty o f Mechanical Engiiwering and Automation, Zhejiang Sci - Tech University, Hangzhou 310018 ,China;2. Mstar Technologies,Inc. , HangzZoo 311121, China #A bstra c t:A motion control card based on DSP and Etliemet chip W5100S is designed and imple­mented to meet t lie demand of high speed and high precision motion control system for data acquisitionand transmission speed.In this paper,the design of communication module between host PC and s motion control card i s discussed in detail,including hardware structure and software framework.At thesame tim e,aiming at the unreliability of UDP protocol itse lf,a set of simple and efficient communication protocol is designed to ensure the reliability of transmission lin k and the integrity and correctness of data.According to the requirement of m ulti - machine communication,this paper introduces an implem method of LA N IP address scanning s oftware based on C ++.This method has good generalityb ility,and has certain reference significance.Keywords:Etliemet chip;motion control card;communication module;communication protocol;IPaddre<<canning〇引言随着计算机技术和微电子技术的快速发展,作 为现代工业自动化技术关键组成部分,对控制系统 的速度和精度提出了更高的要求。

《面向ZYNQ嵌入式平台的EtherCAT通信协议栈设计与实现》

《面向ZYNQ嵌入式平台的EtherCAT通信协议栈设计与实现》

《面向ZYNQ嵌入式平台的EtherCAT通信协议栈设计与实现》一、引言随着工业自动化和智能制造的快速发展,EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology)通信协议因其高带宽、低延迟和易扩展的特性,在嵌入式系统中得到了广泛应用。

本文将详细介绍面向ZYNQ嵌入式平台的EtherCAT通信协议栈的设计与实现过程,通过对其体系结构和功能的全面描述,旨在为相关开发人员提供一定的参考。

二、EtherCAT协议概述EtherCAT是一种实时以太网通信协议,其核心思想是将实时控制任务的数据传输与标准以太网进行无缝集成。

EtherCAT协议通过分布式时钟和状态机机制,实现了对数据的高效、实时传输。

在嵌入式系统中,EtherCAT协议的应用能够显著提高系统的响应速度和数据处理能力。

三、ZYNQ嵌入式平台简介ZYNQ嵌入式平台是一款基于Xilinx FPGA和ARM Cortex-A9处理器的嵌入式系统。

其具有高性能、低功耗的特点,广泛应用于工业控制、医疗设备、智能交通等领域。

在ZYNQ平台上实现EtherCAT协议,能够更好地满足实时性、稳定性和可扩展性的需求。

四、EtherCAT通信协议栈设计1. 整体架构设计EtherCAT通信协议栈的设计包括物理层、数据链路层、网络层和应用层。

其中,物理层负责与硬件设备进行数据传输;数据链路层负责帧的封装与解析;网络层负责数据的路由与转发;应用层则提供丰富的接口供上层应用使用。

2. 详细设计(1)物理层设计:物理层采用标准的以太网物理层芯片,通过MII/GMII接口与ZYNQ平台进行连接。

(2)数据链路层设计:数据链路层负责将上层数据封装成EtherCAT帧,并实现帧的发送与接收。

此外,还需要实现分布式时钟同步机制,以保证数据的实时性。

(3)网络层设计:网络层主要负责数据的路由与转发。

在EtherCAT协议中,网络层需要实现SDO(Service Data Object)访问和PDO(Process Data Object)通信等功能。

一种基于DSP的网络数据处理系统研究

一种基于DSP的网络数据处理系统研究

一种基于DSP的网络数据处理系统研究摘要:目前,计算机技术、通信技术的发展有效的促进了网络数据采集系统普及和应用。

本文基于dsp设计了一种具有主(arm)、从(dsp)结构的网络数据处理系统,通过fpga将其有效的集成在一起,能够实现数据的快速处理、实时的动态信号采集、可靠的网络传输等功能,满足了网络数据处理系统的要求。

关键词:数据处理;arm;dsp;主从结构中图分类号:tp274目前,随着计算机、网络等技术的发展,已经在人们工作、生活的领域中得到了广泛的应用。

数据采集是能够帮助人们实现各种业务功能,比如视频监控、远程过程控制等。

由于人们工作的需要,在最大限度降低成本的基础上,数据采集的实时性和可靠性越来越重要。

本文基于笔者多年的设计经验,基于dsp技术设计了一套主从结构的嵌入式网络化数据处理系统,能够大大的地降低数据采集和处理的成本,同时提供高可靠性的数据处理需求。

1 网络数据处理系统总体设计本文数据采集和处理系统中,采用a/d和门阵列fpga (fieldprogrammablegatearray)实现了数据的采集和处理功能[1]。

本文系统设计过程中,使用dsp技术能够有效的实现数据采集、存储和分析等处理工作,大大的简化并降低主处理器arm的工作压力,实现网络数据处理和监控的功能。

基于主从结构的设计思想和dsp技术设计和开发嵌入式的数据采集、分析和处理系统,不但能够实现精确采集频数据信号,同时能够保证数据分析、处理的准确性、可靠性和实时性,系统稳定可靠。

网络数据处理系统包括数据采集和控制、数据传输控制、网络传输、主从系统、主处理器arm和从处理器dsp接口[2]。

数据采集控制可以使用dsp技术通过fpga实时完成现场传感数据信号提取,并且能够实现a/d信号转换。

由于dsp的运行速度比较高,同时要与主机arm通信、完成数据处理功能,为了降低dsp 的等待时间,在dsp与a/d转换芯片之间增加数据缓冲器,以便能够匹配高速dsp处理器件和低速数据采集功能,系统的数据采集和处理端以dsp技术为核心,并且采用缓冲的原则实现网络数据处理系统。

基于DSP和FPGA的CAN总线通信系统设计与实现

基于DSP和FPGA的CAN总线通信系统设计与实现

互转换,此种系统具有较快的信息转换速度,并且具 有较强的实时性、可靠性及稳定性 。 [2]
系统中使用 IT 较高性能及定点数字信号的处理 器 芯 片 ,其 具 有 较 高 的 工 作 效 率 。 通 过 数 字 信 号 处
收稿日期:2018-04-10 稿件编号:201804087
理 器 芯 片 作 为 主 控 制 器 ,通 过 上 层 应 用 程 序 实 现 千
现代通信系统中的子设备和分系统一般通过不 同总线网络相互连接,比如 CAN 总线、1553B 总线及
1 通信系统的总体设计方案
千 兆 以 太 网 等 ,因 为 不 同 总 线 网 络 中 的 设 备 信 息 相 互 交 互 较 为 困 难 ,所 以 就 要 在 不 同 种 类 数 据 总 线 中 实现转换系统的设置[1]。对于此种问题,传统解决方 法就是通过 PC 机到 CAN 板卡中对不同总线之间通
DSP and FPGA
WANG Xiao⁃wei (Xianyang Vocational Technical College,Xianyang 712000,China)
Abstract: Aiming at the problem of data transmission in modern high speed condition,a CAN bus communication system based on DSP and FPGA is proposed to control CAN bus,so that data can be transmitted effectively. The system uses SJA2512 as the controller of CAN bus,using PCA566 as the transceiver,use control bus control to read and write and parallel signal processing,data transmission through the data processing unit to realize the bus controller,can avoid the waste of time of data transmission between DSP and FPGA. Finally,the designed CAN bus communication system is tested. The experimental results show that the system is stable and reliable in data transmission,and it can effectively meet the demand of signal transmission and processing in high-speed condition. Key words: DSP;FPGA;CAN bus;communication system

《面向ZYNQ嵌入式平台的EtherCAT通信协议栈设计与实现》

《面向ZYNQ嵌入式平台的EtherCAT通信协议栈设计与实现》

《面向ZYNQ嵌入式平台的EtherCAT通信协议栈设计与实现》一、引言随着工业自动化和智能制造的快速发展,EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology)通信协议以其高速、实时、高效率的特性,在嵌入式系统领域得到了广泛应用。

ZYNQ嵌入式平台作为一款高性能、低功耗的SoC(System on a Chip)芯片,为EtherCAT通信协议的实现提供了理想的硬件基础。

本文将详细介绍面向ZYNQ嵌入式平台的EtherCAT通信协议栈的设计与实现。

二、EtherCAT通信协议概述EtherCAT是一种基于以太网的实时通信协议,主要用于工业自动化控制领域。

它通过优化数据传输和同步机制,实现了高速、实时、高效率的通信。

EtherCAT协议栈包括物理层、数据链路层、网络层和应用层等多个层次,其中物理层和数据链路层由硬件实现,应用层则由软件实现。

三、ZYNQ嵌入式平台简介ZYNQ嵌入式平台是一款基于Xilinx FPGA和ARM Cortex-A9处理器的SoC芯片,具有高性能、低功耗、可扩展等优点。

其硬件架构包括可编程逻辑(FPGA)和处理器系统(PS),为EtherCAT通信协议的实现提供了良好的硬件基础。

四、EtherCAT通信协议栈设计在ZYNQ嵌入式平台上实现EtherCAT通信协议栈,需要从硬件和软件两个方面进行设计。

1. 硬件设计:(1)选择合适的以太网控制器芯片,与ZYNQ嵌入式平台的处理器系统(PS)进行连接,实现物理层和数据链路层的通信。

(2)设计可编程逻辑(FPGA)电路,实现EtherCAT协议的编码和解码功能。

2. 软件设计:(1)设计应用层软件,实现EtherCAT协议的报文处理、数据传输和同步等功能。

(2)设计驱动程序,与硬件进行交互,实现数据的收发和通信功能的控制。

五、EtherCAT通信协议栈实现在实现EtherCAT通信协议栈时,需要遵循以下步骤:1. 配置以太网控制器芯片的参数,如IP地址、子网掩码等,建立与ZYNQ嵌入式平台的连接。

基于MODBUS协议的DSP通讯程序设计

基于MODBUS协议的DSP通讯程序设计

前言Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。

通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。

它已经成为一通用工业标准。

有了它,不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进行集中监控。

此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。

它描述了控制器请求访问其它设备的过程,如果回应来自其它设备的请求,以及怎样侦测错误并记录。

它制定了消息域格局和内容的公共格式。

当在Modbus网络上通信时,此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址,识别按地址发来的消息,决定要产生何种行动。

如果需要回应,控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。

在其它网络上,包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。

这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。

DSP(digital signal processor)是一种独特的微处理器,是以数字信号来处理大量信息的器件。

其工作原理是接收模拟信号,转换为0或1的数字信号,再对数字信号进行修改、删除、强化,并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。

它不仅具有可编程性,而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序,源源超过通用微处理器,是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片。

它的强大数据处理能力和高运行速度,是最值得称道的两大特色。

DSP既是Digital Signal Processing的缩写(数字信号处理的理论和方法)或者是Digital Signal Processor(用于数字信号处理的可编程微处理器)的缩写。

我们所说的DSP技术,则一般指将通用的或专用的DSP处理器用于完成数字信号处理的方法和技术。

数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)是在模拟信号变换成数字信号以后进行高速实时处理的专用处理器,其处理速度比最快的CPU还快10-50倍。

基于TCP/IP协议的嵌入式以太网客户端的设计与实现

基于TCP/IP协议的嵌入式以太网客户端的设计与实现

嵌入式微型 We b服务器的研 究是 其重点 , 相对而言, 对嵌入 式微型以太 网网络客户端的研究比较 少。 在低成本 的集成 C 20 P20 以太网控制器的基 于 MC 一 核心的 8位 C 0 1 30开发板上, S51 85F4 我们设计与实现 了常用的以太网网络终端测试仪最基本的
随着通信技术 、 计算机技术和 网络技术的迅猛 发展 , 互
联 网的传输速度不断提升 , 互联 网的拓扑结构也随之 日益复
C 0 1 系 列微 控 制 器 ( U) 是 由美 国 Sl o 85F MC ic n i L b rt is公 司研发生产的一 系列集成的混合信号片上系 aoa r oe
计。
过 C D 引脚可 以对其进行非侵入式的全速在系统调试 。 2 在本嵌入 式系统 中,所采 用的 C 0 13 0 ( 8脚的 85 F 4 4 T F Q P封装) 具有 4 0个数字 I 引脚 ,当系统时钟频率为 / O 4 MHz时 ,其蜂值运 算速度可达 4 P ,这为在该系统 8 8MIS 上设计和实现 比较复杂 的 T PI {议栈提 供了有利条件。 C/ 办 P
统 (o 。 S C) C 0 1 系 列 MC 集 成 了 一 个 完全 兼 容 MC 一 85F U S5 1指
杂。在接入互联网络的众多设备中,不仅包括大量的服务器
和个人计算机 , 而且还包括使用数量更多、应用范围更广的
嵌 入 式 系统 设 备 ,例 如 网 络检 测 仪 、智能 家 电、智 能 仪 器 仪
C 20 P2 0
●———●
图 I 系统硬 件 设 计 图
1 C 0 1 3 0 微 控 制 器 【】 . 2 85F4 l
太网物理层(HY 并完整兼容 1010 A ET 网络 ,同 P ) 0 /0 0 B S — 时还支持 自动协商方式的双工/ 半双 工、 自动极性侦测与纠 正、自动冲突重传、自动填充与 C C 生成、支持广播与多 R

《面向ZYNQ嵌入式平台的EtherCAT通信协议栈设计与实现》

《面向ZYNQ嵌入式平台的EtherCAT通信协议栈设计与实现》

《面向ZYNQ嵌入式平台的EtherCAT通信协议栈设计与实现》一、引言随着工业自动化与信息化的不断融合,EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology)作为一种高效的实时以太网通信协议,被广泛应用于工业控制系统中。

ZYNQ嵌入式平台因其高性能、低功耗和丰富的外设接口等优势,成为实现EtherCAT 通信的理想平台。

本文旨在详细阐述面向ZYNQ嵌入式平台的EtherCAT通信协议栈的设计与实现过程。

二、EtherCAT通信协议概述EtherCAT是一种基于以太网的实时通信协议,具有高带宽、低延迟和可扩展性强等特点。

该协议将传统工业现场总线的物理层和链路层与以太网的网络层结合,同时增加了主从节点之间的通信过程描述。

通过精确的时钟同步机制和分布式系统控制能力,EtherCAT协议在实时性和稳定性方面表现出色。

三、ZYNQ嵌入式平台简介ZYNQ嵌入式平台是一款高性能、低功耗的FPGA+ARM双核架构的处理器,具有丰富的外设接口和可编程逻辑。

该平台通过Xilinx ZYNQ-7000系列处理器实现软硬件的灵活配置,满足各种工业应用需求。

由于ZYNQ嵌入式平台的可扩展性和强大的处理能力,它被广泛应用于EtherCAT等工业控制网络中。

四、EtherCAT通信协议栈设计EtherCAT协议栈的设计主要分为网络层和应用层两个部分。

在网络层,主要完成数据的传输与同步,包括数据的封装和解封装等;在应用层,则主要完成设备的配置、状态监测等功能。

1. 网络层设计网络层的设计主要包括数据帧的封装和解封装过程。

在发送数据时,将数据按照EtherCAT协议的格式进行封装,并通过以太网发送出去;在接收数据时,对接收到的数据进行解封装,提取出原始数据。

此外,还需要设计精确的时钟同步机制,以保证主从节点之间的数据传输准确无误。

2. 应用层设计应用层的设计主要关注设备的配置和状态监测等功能。

国产化软件无线电平台设计与实现

国产化软件无线电平台设计与实现

国产化软件无线电平台设计与实现[摘要]在基于国产FPGA+DSP进行软件无线电平台研制并成功实现的技术基础上,通过全面总结分析说明了系统板、业务板和接口板的研制及实现,为今后研制软件无线电平台或国产化嵌入式系统提供技术借鉴。

[关键词]VPX、软件无线电、国产化。

1.引言:软件无线电是一种新的无线电系统体系结构,是一种现代无线电工程的设计方法、设计理念,其基本思想是将开放性、可扩展、简化的硬件作为通用平台,尽可能多地利用可重配置、可扩展组件实现无线电功能的软件。

但在软件无线电平台大量采用国外软硬件产品,给我国信息安全带来很大的隐患,因此研究支持自主可控的国产化软件无线电平台软硬件关键技术,提高信息安全防护能力成为当前迫切的需求。

随着国产处理器芯片、国产操作系统等部件技术的不断发展和成熟稳定,基于国产部件研制国产自主可控软件无线电平台已经具备研制条件。

本文就一款基于国产化FPGA+DSP、操作系统部件完全自主研制的软件无线电平台进行技术经验总结,分析说明了系统板、业务板和接口板的研制及实现,为今后研制软件无线电平台或国产化嵌入式系统提供技术借鉴。

2.总线技术经过多年的研究发展,软件无线电平台现阶段的硬件体系结构有三种,分别为流水式、工作站式和总线式。

流水式硬件结构的特点就是信号流向为流水式单线,一个平台可以是一个单板, FPGA、DSP和GPP(通用处理器)为其核心器件,FPGA用于并行的高速协处理,基带信号由FPGA和DSP负责,而和用户相关的应用层由GPP处理。

流水式软件无线电结构存在独立程度不高,没有统一并开放的接口标准,使得系统的通用性和伸缩性很差,所以这种结构仅适用于某些特定的通信系统中,不能满足复杂软件无线电系统的要求。

工作站式硬件结构特点是:通过以太网或PCI-Express使PC工作站和前端处理卡互联,处理卡完成AD/DA转换、上下变频、速率转换等功能。

无线信号的处理通过PC工作站的GPU或CPU进行。

基于W5300以太网接口的伺服控制系统设计

基于W5300以太网接口的伺服控制系统设计

基于W5300以太网接口的伺服控制系统设计倪晓宇;楚建安;严建海【摘要】在DSP+CPLD伺服控制系统中,采用以太网控制器W5300,实现以太网的接入。

介绍了W5300的工作原理,阐述了系统的硬件设计及软件实现。

该设计方案开发周期短、硬件连接简单、体积小,能够实现基于TCP协议的数据通信。

%In the DSP+CPLD servo control system, using the Ethernet controller W5300, realizes the Ethernet connection. Introducing the working principle of W5300 ,and elaborated the system hardware design and software implementation.The design development cycle short, simple hardware connection, small volume, can realize the data communication based on TCP protocol.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2016(024)003【总页数】3页(P102-103,106)【关键词】伺服控制;DSP;CPLD;W5300;数据通信【作者】倪晓宇;楚建安;严建海【作者单位】西安工程大学电子信息学院,陕西西安 710048;西安工程大学电子信息学院,陕西西安 710048;西安工程大学电子信息学院,陕西西安 710048【正文语种】中文【中图分类】TN919随着伺服控制系统对系统的实时控制精度的要求越来越高,传统单纯的采用DSP作为主控器已无法满足要求,现代伺服控制系统多采用DSP+CPLD的两级控制。

同时,由于网络控制的优势日益突出,使得网络控制在工业控制中得到广泛应用。

嵌入式系统的通信接口设计与应用

嵌入式系统的通信接口设计与应用

嵌入式系统的通信接口设计与应用嵌入式系统的通信接口设计与应用是指在嵌入式系统中,设计并应用各种通信接口,以实现系统与外部设备之间的数据交换与通信。

通信接口是嵌入式系统中与外界进行数据传输的纽带,它负责将系统内部的数据格式转换为外部设备所需的数据格式,并通过各种通信协议与外部设备进行数据交互。

在嵌入式系统中,通信接口的设计与应用具有重要的意义。

首先,通信接口的设计需要考虑系统的实际需求,包括数据传输速率、延迟、可靠性等方面的要求。

其次,通信接口的应用需要根据具体的外部设备进行适配,确保系统与外部设备能够正常地进行数据传输与通信。

同时,通信接口的设计还需要考虑系统的可扩展性与兼容性,以便在系统升级或替换外部设备时能够方便地进行接口的切换与适配。

嵌入式系统中常用的通信接口有串口、并口、USB、以太网、SPI、I2C等。

不同的通信接口适用于不同的应用场景和外部设备。

下面将对几种常见的通信接口进行介绍。

首先是串口(UART),串口是一种常见的通信接口,其特点是简单、可靠、成本低。

串口通信在嵌入式系统中广泛应用于与外部设备进行简单的数据传输与通信。

其工作原理是通过将数据按比特位串行方式传输,通信速率通常为几十到几百万波特率。

串口通信使用较少的引脚,适用于资源受限的嵌入式系统。

其次是并口(Parallel Port),并口是一种传统的并行通信接口。

它可以同时传输多个比特数据,因此数据传输速度快,但需要较多的引脚。

并口通常用于与打印机、显示器等外部设备进行数据传输与通信。

USB(Universal Serial Bus)是目前应用最广泛的通信接口之一。

它具有插拔方便、传输速度快、灵活性高等优点。

USB通信接口支持热插拔,能够实现设备的即插即用。

USB通信接口适用于连接外部设备,如键盘、鼠标、摄像头、打印机等,实现数据传输与通信。

以太网(Ethernet)是用于局域网中计算机之间通信的一种通信接口。

以太网通信接口使用双绞线实现数据传输,传输速率高达几百兆甚至几千兆。

基于以太网技术的嵌入式控制平台设计

基于以太网技术的嵌入式控制平台设计

基于以太网技术的嵌入式控制平台设计【摘要】本文设计并实现了一个基于以太网技术的嵌入式控制平台。

在硬件方面采用了三星公司的s3c2440处理器作为核心控制单元,网络控制采用一款高速以太网接口芯片dm9000,本文重点阐述了系统的网络模块设计和linux操作系统网络程序设计,实现了数据的嵌入式网络传输。

【关键词】嵌入式;s3c2440;dm9000;linux操作系统0 引言随着信息处理技术的不断发展,基于网络化技术的嵌入式控制平台成为了主要的发展方向,以太网技术以ip地址来识别所有的监控设备,采用先进的网络传输协议来进行模拟量或数字量信号的处理与传输。

利用现有的网络资源,轻而易举地实现远程监控。

布控区域广阔,系统扩展能力强,只要有网络的地方就可以对工业设备进行监控、参数设定和修改,性能上更稳定,且便于安装、维护,易于实现系统的模块化设计,便于维护和管理。

本文针对工业技术应用,设计了基于以太网技术的嵌入式控制平台。

1 硬件系统设计为了满足系统实时性以及易于扩展的功能要求,本文以s3c2440作为核心芯片,它具有丰富的接口资源,内部具有a/d 转换器,可以实现数据的实时采样、分析和传输。

该芯片是基于arm920t内核的嵌入式微处理器,由内核、高速缓存和内存管理单元组成,具有性能高、功耗低和体积小等优良特性。

其实时性、可扩展性完全可以达到嵌入式控制平台的要求[1]。

本文在该芯片的基础上进行开发设计,本系统的硬件结构包括12个模块,分别是电源模块、nand-flash/nor-flash存储模块、sdram 模块、a/d转换模块、复位模块、通用i/o模块、键盘模块、usb模块、lcd模块、jtag模块、串行通信模块以及以太网控制器模块。

其中网络模块由于rs-232、rs-485等总线组成的工业网络有效半径小,数据交换速度慢,有关的通信协议少等缺陷,已经越来越不能适应日渐复杂的工业需求,本文采用网络接口芯片dm9000实现现场数据的远程传送,建立工业以太网的通信网络[2]。

基于新型DSP的嵌入式远程电力监测系统的设计

基于新型DSP的嵌入式远程电力监测系统的设计

采样最高速率 6 n , 0 s 可实现虚拟浮点运算。要设计的 系统算法计算量小 ,完全可满足精度和实时性需要 。
2 AD转换 芯 片 的选 择 . / 3 MA I X M公 司 的 MAX 2 AD转 换 芯 片是 8通 道 l 15 / 4 位带 多 路 开关 和 采/ 电路 的 高性 能 转换 器 。8 输 入 保 个
姚 金 王彦梅 裴林 民 贵 州 大 学 电气工 程 学 院 ( 州贵 阳 5 0 0 ) 贵 5 0 3
摘要 : 了对 电力 系统 实时运行情况通过 以太网进行远程记 录、 为 监控和测量 , 文章阐述 了新型 D P芯片 S
T 3 0 2 1 嵌 入 式远 程 电力监 测 系统 实际应 用 中的设 计 思路 。 MS 2 F 8 2在
号 送 人 AD转 换 芯 片 。转 换 后 的数 据送 人 D P, A 1 / S C P
端 口捕捉测频 电路的跳变确定频率 ,D P计算 即时功 S 率 、电压 和电流有效值等 电力参数 ,通过 以太 网网卡
送 到上 位 机显 示 。远程 电力 监测 系统 基本 结 构 如 图 l
方和用电方都需要对电力参数进行实时采集 ,以有效 所 示 。 监控电力系统运行状况 。电力数据采集仪等产品基本 都是手持式仪器 ,由于单片机扩展性差 、价格高 ,且 中阅源自鸳饭表 2 7 o 年第4 0 期
维普资讯
技术 论坛
通 道分 成 两组 ,可 在两 组 多路 开 关 之 间选 择 同时 采 样
T CHN0L E 0GY OR F UM
由于 电力 谐 波 的影 响 ,电 网 的工 频在 5 Hz左 右 0 变化 。为保 证 采样 精 度 ,采样 频 率要 求 具 有快 速 的 自

基于物联网的单片机嵌入式教学实训平台设计与应用

基于物联网的单片机嵌入式教学实训平台设计与应用

2020年第10期信息与电脑China Computer & Communication信息化教育基于物联网的单片机嵌入式教学实训平台设计与应用皮大能(湖北师范大学 机电与控制工程学院,湖北 黄石 435002)摘 要:针对传统嵌入式教学实训平台存在教学模式单一、有效性较低等问题,笔者提出基于物联网的单片机嵌入式教学实训平台设计与应用。

其硬件设计包括以太网模块器件、嵌入式处理器、底层板设计;软件设计包括通信模块、节点部分、上位机客户端。

实验结果表明:基于物联网的单片机嵌入式教学实训平台在干扰值对抗上具有明显优势,可以有效保证最终结果的精确性。

关键词:物联网;单片机;嵌入式;教学实训平台中图分类号:G712;TP368.1-4 文献标识码:A 文章编号:1003-9767(2020)10-244-02Design and Application of SCM Embedded Teaching Practice TrainingPlatform Based on Internet of ThingsPi Daneng(College of Mechatronics and Control Engineering, Hubei Normal University, Huangshi Hubei 435002, China)Abstract: Aiming at the problems of single teaching mode and low effectiveness of traditional embedded teaching and trainingplatform, the design and application of single-chip embedded teaching and training platform based on Internet of Things are proposed. Its hardware design includes Ethernet module device, embedded processor, and bottom board design; software design includes communication module, node part, and host computer client. The experimental results show that the designed embedded teachingtraining platform based on the Internet of Things has obvious advantages in countering the interference value, which can effectivelyguarantee the accuracy of the final result.Key words: internet of things; single chip microcomputer; embedded; teaching and training platform作者简介:皮大能(1966—),男,湖北嘉鱼人,硕士研究生,副教授。

基于DSP6678实现多任务以太网络数据传输

基于DSP6678实现多任务以太网络数据传输

基于DSP6678实现多任务以太网络数据传输王谦;田欢【摘要】The paper realizes the multi process Ethernet transceiver function based on the TMS320C6678 DSP and SYS/BIOS system.This paper firstly introduces the characteristics and architecture of TMS320C6678, and the software environment for network development: V5 SYS/BIOS, CCS 6 and NDK, and ifnally focuses on the implementation method of multi task Ethernet data transmission.%文章基于DSP TMS320C6678和SYS/BIOS系统实现多进程以太网络收发功能。

文章首先介绍了TMS320C6678的特性和架构,实现网络开发所需要的软件环境:CCS V5,SYS/BIOS 6和NDK,最后重点介绍多任务以太网数据传输的实现方法。

【期刊名称】《无线互联科技》【年(卷),期】2016(000)014【总页数】2页(P44-45)【关键词】DSP6678;以太网;SYS/BIOS;NDK;UDP【作者】王谦;田欢【作者单位】西安电子工程研究所,陕西西安 710100;西安电子工程研究所,陕西西安 710100【正文语种】中文在某型号雷达系统中信号处理板与多个分系统进行通信采用以太网络进行数据传输,一般信处板上的可编程器件如DSP或者FPGA不易实现这种多线程功能,传统的解决方法是另配一个单板机来完成此功能。

这种方法缺点有2个:一是提高了近1倍的硬件成本;二是增加了系统复杂程度,降低了可调试性和可靠度。

DSP硬件开发平台设计

DSP硬件开发平台设计

2010 - 2011学年第 2 学期《DSP芯片的原理与开发应用》题目:DSP硬件开发平台设计班级:学号:姓名:指导教师:成绩:基于DSP E1-16XS的硬件开发平台设计引言嵌入式系统硬件的核心是各种类型的嵌入式处理器,目前全世界嵌入式处理器的品种已经超过1000多种,流行体系结构有30多个系列,嵌入式处理器一般可以分为嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器和嵌入式片上系统。

与标准微处理器相比,嵌入式微处理器只保留了和嵌入式应用有关的功能,并且为了满足嵌入式应用的特殊要求,在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面都做了各种增强。

DSP嵌入式系统是DSP系统嵌入到应用电子系统中的一种通用系统,这种系统既具有DSP器件在数据处理方面的优势,又具有应用目标所需要的技术特征,在许多嵌入式应用领域,既需要在数据处理方面具有独特的优势的DSP,也需要在智能控制方面技高一筹的微处理器(MCU);因此,将DSP与MCU融合在一起的双核平台,将成为DSP技术发展的一种新潮流。

德国Hyperstone公司是真正把DSP 成功嵌入32位微处理器的厂商之一,尤其是它的E1-XS系列更是这方面的佼佼者。

1 E1-16XS微处理器结构概述Hyperstone RISC/DSP架构框图如图1所示,Hyperstone内核是专为RISC和DSP功能的集成而设计的,但它不是两个不同内核在单个芯片上的简单组合,而是一个集成的内核和指令集。

这一全集成的内核基于单处理器模式,带有单指令流。

RISC和DSP单元间简单且高效的通信由1个96路的32位内部存储器实现,每个时钟周期内可以执行3条指令的操作,所以在100MHz的频率下可以达到300 MOPS这样优秀的性能。

Hyperstone E1-16XS是一款0.25μm CMOS工艺的微处理器,它结合了高性能的RISC微处理器和DSP处理器,利用简洁高效的指令,使嵌入式DSP处理器的实时性得以充分的发挥。

W5300在水下声学信号处理板卡通信系统的应用

W5300在水下声学信号处理板卡通信系统的应用

W5300在水下声学信号处理板卡通信系统的应用杨侃;余辉;张宪起【摘要】现代信号处理设计中常涉及到信号处理板卡与上位机之间的数据通信,DSP嵌入式设备接入以太网已经成为目前研究的一个新领域.介绍了一种新型10/100M以太网控制芯片W5300,在水下声学探测信号处理卡系统中设计了基于W5300的DSP嵌入式数据传输硬件接口,编写了网卡驱动程序.经试验证明,通过以太网可实现远距离、快速的数据传输以及存储,以满足水下声学探测信号处理卡的工作需要.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】5页(P82-86)【关键词】TMS320C6713;W5300;以太网芯片;TCP【作者】杨侃;余辉;张宪起【作者单位】北方通用电子集团公司微电子部,江苏苏州215163;北方通用电子集团公司微电子部,江苏苏州215163;北方通用电子集团公司微电子部,江苏苏州215163【正文语种】中文【中图分类】U666水下声学探测是在海洋开发、海底探险领域中一个重要的技术手段和途径,随着对海洋开发的深入和对水下探测技术要求的不断提高,越来越多的测试系统和控制系统都需要实时、快速且远距离传输水下信息。

根据海洋的特殊工作场合和技术要求,应选择一种适合的通信方式来完成上位机和下位机之间的通信。

传统的信号处理板卡是利用RS232、RS485等串口,其数据传输速率非常有限,面对大数据量实时传输要求显得无能为力。

USB总线接口可以达到非常高的传输速率,但其传输距离有限制,无法运用在水下环境。

以太网控制芯片可实现快速、远距离的数据传输和存储,考虑到被测系统的实时性和可靠性的要求,选择以太网作为水下声学处理板卡系统的通信方式。

水下声学信号处理卡的结构框图如图1所示。

该信号处理板卡实现多路水下声音信号的采集、数据处理以及以太网传输。

其中,CODEC芯片TLV320AIC32负责采集水下声信号,并以EDMA方式高效地传给TMS320C6713(下述简称C6713),信号数据在C6713中进行必要的数字信号处理;然后,将其传入挂载在C6713外部数据总线上的SDRAM芯片中;最后,采集系统可以通过W5300芯片,使用以太网传输方式与上位机PC进行通信。

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到 的数据 ) 。
图 2 TMS 2 F 8 2和 C 8 0 A 的硬 件 连 接 图 30 2 1 S 90
3 以太 网驱 动程序 的开 发 网卡 驱动 程序 主要 包 括 网 卡 的初 始 化 、 据 的 发 数 送 和接 收 。
3 1 初 始 化 工 作 .
4 嵌入 式操 作 系统  ̄ / s Ⅱ的移植 co -
速发展 以及 D P应用 领域 的 日益 广泛 , 能更 强 大 的 S 功 D P芯 片将 不 断涌 现 。将 D P的强 大 运算 处 理 能 力 S S 和远 程设备 联系起 来 , 将会 使 网络 上 的信 息 资 源共 享 得 以更 方便 的实现 , 这必将 进一 步扩 展 D P的应用 前 S
图 1 基 于 TM S 2 F2 1 3 0 8 2的 以 太 网 通 信 系 统 硬 件 结 构 图
F 8 2和 C 8 0 A 的硬件 连接 如 图 2所示 。 21 S 90
2 系统的 软件设计 本 系 统 的 软 件 主 要 包 括 以 太 网 驱 动 程 序、
u / —I 操作 系统 和 uP协议栈 软件 3部分 。 C 0s I I 除了应用层程序之外 , 入式操 作系 统 u / S l 嵌 C 0 —I 可 以 看 做 是 系 统 软 件 的 功 能 扩 展 , 络 控 制 芯 片 网 C 8 0 A驱 动程序 扩展 了操作 系统 访 问网络设 备 的能 S 90
3 3 数 据 帧的发送 .
读取数据 ,分配数 据存 储空间

成 /
数据 帧 的发送 主要 经 过 两个 环节 。首 先 , 主机 先
要 把需要 发送 的数 据 帧存 储 到 芯 片 C 8 0 A 的缓 存帧转 换成 以太 网的数
基 于 DS P嵌入 式 以太 网通 信平 台的设 计
刘 洋 ,杨 浩
( 徽 工 业 大 学 电 气信 息 学 院 ,安 徽 马 鞍 山 2 3 0 ) 安 40 0
摘 要 :介 绍 了基 于 D P 的嵌 入 式 以太 网系 统 的 数 据 传 输 方 法 ,采 用 TMS 2F 8 2 S 为 主 处 理 器 ,通 过 以 S 30 21D P
量 、 和类 型定义 。 宏
( 2) OS — C U P — A. AS M 主 要 包 括
动、 网络应 用程 序 、 I 议栈 3者 间 的关 系 如 图 5所 uP协
示 [, 。 -7 6]
网络应用程序
OS S a t g Rd ( ) OS x w( ) OS n Ct S () 2 t rHi h y 、 Ct S 、 It x w 、
景。
参考文献 :
[ ] 易 杰 . 于 TMS 2 F 8 2的 快 速 以 太 网 通 信 系 统 平 台 1 基 30 2 1
口] 今 日电子 ,0 8 7 :58 . . 2 0 ( )8 —8
[] 崔钊, 2 高蒙 . 于 A M 和 C O l 以太 网实 时数 据采 集 基 R / Sl 的 通 信 系统 设计 []计 算 机测 量 与 控 制 ,08 2 :7—7. J. 20 ()2 325 [ ] 关 宗 安 , 丛 久 , 芝 贤 , 基 于 T 30 2 1 S 的 3 仲 张 等. MS 2 F 8 2D P
的 OT OM, PR 由于在 F 8 2上 运行 操 作 系 统 和 以太 21 网协议 栈需 要有 足 够 大 的 R AM 空 间 , 以考 虑外 扩 所

益普 及 , 嵌入式 设备 的数 字 化 和 网络 化 已经 成 为 必 然
趋势, 以太 网技 术在 工业控 制领域 迅速发 展 , 一代 工 新 业 自动 化 网 络 都 涉 及 到 以 太 网 通 讯[ 。 本 文 通 过 1 ] DS 芯 片 TMS 2 F 8 2 和 以 太 网 控 制 芯 片 P 3021
第 3期 ( 第 12期 ) 总 7
21 0 2年 6 月
机 械 工 程 与 自 动 化 ME CHANI CAL ENGI NEERI NG & AUT0M ATI) (N
No. 3
ji. t1 l
文 章 编 号 :62 6 l (O 2 O —0 0 0 1 7— 4 3 2 1 ) 30 3- 3
片 S AM。 本 系 统 中 采 用 3 V 供 电 的 R .3
C 8 0 A, S 9 0 以及 实 时操作 系 统 u / S I 以太 网协 C O —I 和 议 栈 uP在 D P上 的 移植 , 而 实 现 了 DS I S 进 P与 其 他 通 信设 备 的以太 网通信 。
所谓 移植 , 就是 使嵌 入 式 的多 任务 实 时操 作 系统 在所 要 移植 的微 处 理 器 上运 行 。在 移 植 的过程 中 , 由
于处理 器不 同 , 与处 理器 相关 的移植 代码 也不 同 , 移植
主要 涉及 以下 3个 文 件 : — P H、 S C U— 0S C U. O — P A.
中 的数据读 人 , 行 芯片 的初 始 化 ; 则就需 要 重新设 进 否
置寄 存 器 。一 般 软 件 在 进 行 初 始 化 之 后 , 一 个 有 3 Oms以上 的延 时 , S 9 0 才能执 行其 他 的操 作 , C 80 A 以
保 证 芯片 的复位[ 。 5 ]
网卡初始化 ( 网卡地 址、引脚地址和 中 断、寄存器 及相应配置 )
ui p
_
nc 囊 豢 tl t
及 设 备 驱 动 间 的关 系
图 5 uP协 议 栈 、 l 网络 应 用 程 序 和 系统 硬 件
6 系统应 用测试 测试表 明 , 系统 可 以顺 利 实 现 网络 通信 系统 所 本
具备 的各项 功能 。随着数 字信 号处理 理论 与技术 的快
通 信接 口模块 、 机 接 口控 制 模块 。各 模 块 的作 用分 人
别为 : 主 C U 模 块是 系统 的核 心 , 要对 外 部设 备 ① P 主 经 AD转换后 的信 号 进行 运 算 和 处理 ; ②信 号 采集 模 块 主要对 外部设 备传送 过来 的数据 信号 进行过 滤和 处 理 , 之成 为能被 C U 处理 的数 据 信号 , 把 数 据 通 使 P 并 过 AD转换传 给 C U 模块 ; 以太 网通 信接 口模块 主 P ③ 要是 对 由 C U 处 理后 的数 据 结 果上 传 至 上位 机 进 行 P
收 稿 日期 :2 1 1- 9 0 卜 2 1 ;修 回 日期 :2 1— 10 0 2 0— 9
力 , C /P协议软件扩展 了操作 系统的 网络通信能力 。 T PI
T PI C /P通 常 由以下 4个层 次 组成 :
( )网络接 口层 , 1 它包 括 C 8 0 A 的驱 动 程序 以 S 90
・ 1 3 ・
及 直接 访 问 C 8 0 A硬 件设 备 。 S90 ( )网络 层 , 责两个 数据 端 的数据传 送 。 2 负 ( )传输 层 , 3 为两 台主 机 上 的应 用 程 序 提 供应 用
程序 间 的通信 。 ( )应用 层 , 4 负责处理 专用 的应 用程 序 。
0 引 言
T MS 2 F 8 2 并选 择 C 8 0 A 作 为 以太 网控 制器 , 30 2 1 , S 90
近年来 , 着 网络 技术 的飞速 发展 , 息共 享 的 日 随 信
在 F 8 2片上包含 了 1 8 21 2 K×1 6位 的 F AS l Kx L H、 8 1 6位 的 S AM、 K×1 的 B oROM 和 1 R 4 6位 ot K×1 6位
0 Ti IR() S cS k 四个子 函数 。
( )O — P C C 主要定 义 了 6 函数 , 中最 3 S C U— . 个 其
主要 的是 OS ak tIi() 主要 用 于对 用 户 任 务 的 T s Sk nt ,
uP I 协议栈
堆 栈进行 初始化 , 其余 的 函数用 于对 系统 内核 的扩 展 。
作 者 简 介 :刘 洋 (9 6) 1 7 一,男 ,安 徽 阜 阳 人 ,中 教一 级 ,在 读 硕 士 研究 生 ,主 要 从 事 嵌 入 式通 信 系统 的 应用 与研 究 工 作 。
21 年 第 3 02 期
刘 洋 , : 于 D P嵌 入 式 以 太 网 通信 平 台 的设 计 等 基 S
在程序 运行 中 , 始化操 作是 通过 函数 C 8 0 A 初 S 90 - I i 来 实 现 的 , 功 能 是通 过 网络 接 口来 接 收外 部 nt () 其
数据。
3 2 以 太 网数 据 帧 的 接 收 . 中断请求 l
有网络数据?=—— 络数 > = =
\ /
丢弃该帧数据 I
据包 , 将其 发 送 到 网 络 上 。数 据 帧 的 发送 流程 如 图 4
所示 。
图 3 数 据 帧 接 收 流 程
( )OS C U. 主要 包 含 了 与 处理 器 相 关 的 常 1 _P H

3 ・ 2
机 械 工 程 与 自 动 化
21 0 2年 第 3期
在 D P上要 实现 百兆快 速 以太 网通 信 , S 主要 考 虑 以下 两个 方面 : ①怎 样将 数 据 通 过 控制 硬 件 设 备传 送 到 以太 网 中 ( 之 如何 将 以太 网 中 的数据 传送 到 DS 反 P
内) ② 怎样生 成将 要发 送 的 数据 ( ; 或者 如何 接 收将 要
太 网控 制 器 硬 件 驱 动 和嵌 入 式 uP协 议 栈 的 移 植 , 实现 了 以 以太 网控 制 芯 片 C 8 OA 与 TMS 2 F 82数 字 l S90 30 2 1
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