深圳市耐斯迪PCB抄板與芯片解密反向研究技術(shù)中心，應(yīng)客戶要求成功克隆抄板了工業(yè)以太網(wǎng)控制器，歡迎有類似需求的客戶與我們聯(lián)系，PCB抄板熱線：13725570002（周工） 13537623799（夏工）
 壓力、溫度、水位和流量是化工、污水處理以及鋼鐵等行業(yè)中最常用的控制系統(tǒng)，為了研究在各種行業(yè)、不同工藝流程下的通用網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，所以本文中將不強(qiáng)調(diào)工藝流程。而應(yīng)用試驗(yàn)的對(duì)象也將使用中南大學(xué)率先研發(fā)的仿工業(yè)現(xiàn)場的被控對(duì)象，本文將對(duì)最常用的壓力、溫度、水位和流量四個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行全面仿真工業(yè)現(xiàn)場的試驗(yàn)。
    3 嵌入式工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    將企業(yè)現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)分為控制層和設(shè)備層。針對(duì)現(xiàn)場對(duì)網(wǎng)絡(luò)可靠性參數(shù)的嚴(yán)格要求，電路板克隆在控制層網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)傳統(tǒng)以太網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。采用環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，可以增加網(wǎng)絡(luò)的可靠性。
    而解決網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性問題則采用了控制區(qū)域（Control Domain）概念，將控制現(xiàn)場分區(qū)，減少各個(gè)控制區(qū)資源競爭的情況。而控制區(qū)域之間的是通過以太網(wǎng)交換機(jī)（交換式）來通信。
    改進(jìn)后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示?？刂茖泳W(wǎng)絡(luò)由100M以太網(wǎng)構(gòu)成組成環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。
    每個(gè)控制區(qū)域（Control Domain）包含以太網(wǎng)交換機(jī)和嵌入式的工業(yè)以太網(wǎng)控制器，以及一些變送器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。如圖2所示。
    而位于控制區(qū)域中的工業(yè)以太網(wǎng)控制器采用嵌入式系統(tǒng)來設(shè)計(jì)。
    4 嵌入式工業(yè)以太網(wǎng)控制器設(shè)計(jì)
    從PCB抄板的角度來說，工業(yè)以太網(wǎng)控制器的硬件設(shè)計(jì)采用核心板與接口板分開設(shè)計(jì)的方式，增強(qiáng)了系統(tǒng)應(yīng)用的靈活性，方便系統(tǒng)調(diào)試。圖3中，虛線框所包含的模塊組成核心板，虛線框以外的模塊組成接口板。
    圖中，以太網(wǎng)控制器中CPU是控制核心，負(fù)責(zé)控制所有輔助設(shè)備。存儲(chǔ)器采用SDRAM和FLASH兩種類型，能滿足系統(tǒng)運(yùn)行和調(diào)試的需要。
    基本端口包括以太網(wǎng)接口，USB接口，還有兩個(gè)RS232的串口，能滿足系統(tǒng)應(yīng)用和調(diào)試的需要。A/D和D/A模塊主要用于現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與控制信號(hào)的輸出 DC/DC模塊主要負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的供電。擴(kuò)展接口考慮了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。
    控制器的操作系統(tǒng)考慮到性價(jià)比以及現(xiàn)場控制需要，采用了uClinux。uClinux是一個(gè)完全符合 GNU/GPL公約的操作系統(tǒng)，完全開放代碼，其是專門為控制領(lǐng)域而裁減設(shè)計(jì)的嵌入式操作系統(tǒng) uClinux從Linux 2.0/2.4內(nèi)核派生而來，沿襲了主流Linux的絕大部分特性。
    它是專門針對(duì)沒有 MMU的CPU，并且為嵌入式系統(tǒng)做了許多小型化的工作。pcb抄板適用于沒有虛擬內(nèi)存或內(nèi)存管理單元（MMU）的處理器，例如Cold Fire。它通常用于具有很少內(nèi)存或Flash的嵌入式系統(tǒng)。特別的為了應(yīng)用到工業(yè)實(shí)時(shí)領(lǐng)域，還可以進(jìn)一步增強(qiáng)uClinux的實(shí)時(shí)性。
    整個(gè)嵌人式工業(yè)以太網(wǎng)控制器具有以下特點(diǎn)：
    控制器具有很高的性能。CPU采用高集成度的Motorola Cold Fire微處理器，主頻達(dá)到50Mhz，且其具有豐富的接口資源，增強(qiáng)了系統(tǒng)穩(wěn)定性，嵌入式的uClinux能完成復(fù)雜的算法計(jì)算以及任務(wù)調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)等功能；
    控制器具有很高的實(shí)時(shí)性。在設(shè)計(jì)硬件和軟件時(shí)都充分考慮了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性