基于以太网的控制器网络的嵌入式网关开发

技术分类: 通信  | 2008-03-05
来源:电子技术应用 黄强 周东泳

  2.3 设备驱动程序开发

  2.3.1 闪存设备驱动程序

  本项目开发了基于Intel 28F320C闪存的驱动程序。Boot-loader用它来储存映像、配置信息和闪存内的数据。这个设备驱动程序提供广泛的操作支持。

(1)闪存查询:可从闪存中重新获得厂商和零件号码代码。
(2)闪存区块擦除:擦掉闪存中的模块。
(3)闪存编程缓冲:允许在闪存中写入一缓冲的数据。
(4)闪存区段上锁/开启:允许闪存中的内容受到保护。

  2.3.2 以太网接口设备驱动程序

  以太网设备驱动程序支持以太网控制器SMC91C111,它可以提供双重速度10/100Mbps的通信支持。以太网设备Lan91C111提供所有发送、接收与事件中断等必要的功能,以支持与BSD TCP/IP 堆栈的集成实现TCP/IP网络协议。

  2.3.3 Soft CAN控制器设备驱动程序

  此设备驱动程序提供了对控制器区域网络通信的支持,以实现发送、接收及中断处理功能。图5为驱动程序流程图。

驱动程序流程图

   2.4 嵌入式文件系统开发

  为了使信息保存与交换更加高效,本项目开发了基于闪存和RAM的文件系统。该文件系统提供广泛的文件操作支持:文件新建、文件删除、文件复制、文件重命名和文件移动,还有目录支持。文件系统可以交叉操作,文件可以在基于文件系统的闪存和RAM之间实现复制或移动。

  2.5 调试支持

  一般地,硬件模拟方法需要花费大量的资金。为了实现低成本设计,釆用了基于软件的调试方法。这个基于软件的EPXA1平台调试工具已经集成到该网关平台中,在系统开发中提供调试功能。这个调试器可以使用串行端口或以太网信道实现与主机间的通信。这个软件调试器提供一般的调试功能,诸如:单步运行、变量访问、处理器寄存器恢复、资源等级调试和断点支持。

  3 系统集成

  3.1 网络实时焊接控制系统应用

  此应用提供了一个分布式的网络解决方案,以监控一个分布式的实时焊接控制网络。用户可以通过因特网监控SMD[8]定位焊接控制网络。SMD定位焊接系统如图6所示。

SMD定位焊接系统

  该应用系统基于嵌入式网络服务器的支持,为远程计算机动态生成需要的网页,即监控和配置。

  3.2 系统验证以及结论

  该网关系统的实时性能可通过使用仪器运行相关任务进行评测。对该整套实验操作所收集到的数据进行分析,得出平均值、最大值以及最小值;再计算出样品方差;测量出获得实时时钟计时数值所需的时间,再减去其他时间。所得到的数据说明,网关系统可以满足网关系统计数需求的实时性能。

  为了确保监控系统的网页不会丢失任何控制器区域网信息,已采取了如下结构的接收计时测量方法:网络监控系统的控制器网络通信速度为125Kbps,系统运行频率为75MHz,控制器区域网络标准限制了最小间帧间隔为3位节拍。因而一个满荷的控制器网络中,控制器区域网络信息帧之间的空闲时间可以用式(1)计算:

控制器区域网络信息帧之间的空闲时间

  从eCos的实时特性所显示的结果,可以得到中断反应时间为5.31微秒。所以可以从式(2)得到计时结果。 

计时结果

  通过以上验证得知,网络监控系统网页能够监控SMD定位焊接控制网络,即使网络总线满荷时也不会丢失任何一个实时的监控信息。

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