基于ERTEC200的PROFINET+IO设备板的研发

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1、摘要摘要在现场总线技术日趋稳定，工业应用渐趋饱和，以太网实时性、确定性、稳定性以及可靠性等方面同益提高的前提下，以及客户对现场信息、管理信息融合的现实要求下，各个PLC生产公司和组织纷纷推出自己的工业以太网标准。但就目前而说，工业以太网还无法全面取代现场总线，除了几个关键技术有待突破外，市场上工业以太网应用产品十分匮乏也是造成工业以太网难以大规模应用于工业现场的一个主要原因。在比较了市场上主流的工业以太网协议后，本文对西门子公司推出的PROFINET工业以太网协议进行了分析，包括PROFINET协议的通信结构、PROFINET10协议以及PROFINET实时通信协议等等。对协议的深

2、入分析为硬件设计和用户程序的编制打下基础。论文分析了应用系统对硬件的需求，给出了一个基于ERTEC200的PROFINET10应用系统的硬件方案，介绍了这个硬件方案的核心微处理器ERTEC200的性能、内部结构、系统资源等，设计了SDRAM存储电路、FLASH存储电路、以太网连接电路、GPIO输入输出电路等主要组成部分。在此基础上，针对应用系统的软件功能需求，本文实现了VxWorks和西门子PROFINET10协议栈的移植和用户应用程序设计，包括输入输出处理、主要功能函数等。关键词：工业以太网；实时协议；PROFINET；ERTEC200ABSTRACTDuetothegradua

3、lstabilityandsaturatedapplicationofFieldBusTechnology,theimprovementofEthernetinreal—time，stability,certaintyandreliance，andtheneedsofclientsinfieldinformationmanagement，manyPLCenterprisesandorganizationshavelunchedtheirownindustrialEthernetstandards．Atpresent，industrialEthemetcannotthoroughly

4、replaceFieldBusTechnology．Inadditiontosomekeytechnologiesthatneedtobebrokenthrough，thelackofindustrialEthemetproductsinthemarketisalsoamainreasonforthedifficultiesofindustrialEthemet’Sapplyinginindustrialfieldonalargescale．ComparedwithsomeprevailingindustrialEthernetProtocolsappliedinthemarket

5、，thepaperanalysesthePROFINETindustrialEthemetProtocollaunchedbySiemensCompany,includingcommunicationstructure，PROFINET10protocol，PROFINETIOreal-timeprotocolandsoon．Thedeepanalysisoftheprotocolprovidesafoundationofhardwareanduserprogramdesign．Thepaperanalyzestheapplicationsystemhardwarerequirem

6、ent．ThenthepapergivesasystemhardwareprojectwhichthePROFINET10applicationsystemisbasedonERTEC200．Thepaperintroducestheperformance，internalstructureandsystemresourceofERTEC200whichisthecoremicroprocessorofthehardwareproject．Afterthat，thePaperdesignSDRAMmemorycircuit，FLASHmemorycircuit，Ethemetcon

7、nectingcircuitandGPIOinputandoutputcircuitandSOon．Tosatisfywiththesoftwarefunctionrequirements，thispaperimplementVxWorksandSimensePROFINET10StackportingandUSerapplicationprogramdesign，includinginputandoutputtreatment，mainfunctions．Keywo