[发明专利]基于IEC61158标准现场总线的通信芯片架构

说明书

技术领域

本发明涉及IEEE61158标准的现场总线技术物理层通信芯片的设计， 具体地说是一种满足现场总线通讯卡应用需求的基于IEC61158标准现场总 线的通信芯片架构。

背景技术

现场总线是用于连接生产现场的智能化测量、控制、显示设备的开放、 数字化通信系统，具有全数字化、双向传输、节省布线及控制室空间、开 放性和智能化与自治性的特点。目前，国外几乎所有的大型自动化仪表和 控制系统厂商都在致力于现场总线技术的研究和开发工作，不断推出各自 的现场总线产品。现场总线控制系统是新一代分布式网络化控制系统，适 用于中、大规模工业控制环境，提供过程控制、逻辑控制和批处理控制等 复杂控制功能，可以广泛应用于冶金、石油、化工、电力、水泥、焦化、 污水处理、农业控制等行业。构成现场总线控制系统的现场总线仪表、控 制器、现场总线线路监控和组态计算机都需要现场总线通信卡、通信协议 软件。因此，现场总线通讯卡、通信协议软件是现场总线控制系统的基础 和神经中枢。而构成现场总线通讯卡的通信控制器芯片设计成为现场总线 的核心技术之一。

目前正在使用的基于IEC61158标准现场总线的通信芯片系统结构复 杂，数据传输效率低，静态功耗高，可靠性差，制造成本高，产品开发难 度大，不能很好地满足现场总线的应用需求。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提 供一种满足现场总线需求的传输效率高、高可靠性和低成本的基于 IEC61158标准现场总线的通信芯片架构。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：1.一种基于IEC61158 标准现场总线的通信芯片架构，其特征在于具有：

内部数据总线控制单元，在组态单元的控制下通过内部RAM存储区的 缓存完成CPU数据总线到DMA现场总线数据传输单元的数据传输；

DMA现场总线数据传输单元，在组态单元的控制下完成内部数据总线 控制单元内部RAM存储区的发送数据到现场总线的数据传输；在组态单元 的控制下完成现场总线的接收数据及识别信息到内部总线控制单元内部 RAM存储区的数据传输；

组态单元，在外部CPU的控制下，完成现场总线数据传输的配置信息 到内部数据总线控制单元和DMA现场总线数据传输单元的数据传输。

所述内部数据总线控制单元包括：

CPU接口模块，将外部CPU数据总线的写入数据传输到RAM总线仲 裁控制模块，并将RAM总线仲裁控制模块的外部CPU读回数据传输到外 部CPU数据总线；

RAM总线仲裁控制模块，完成CPU接口模块的外部CPU请求写入数 据到内部RAM存储区的数据传输，完成外部CPU请求读回数据从内部 RAM存储区到CPU接口模块的数据传输；完成现场总线发送数据从内部 RAM存储区到DMA数据传输控制模块的传输，完成现场总线接收数据及 识别信息从DMA数据传输控制模块到内部RAM存储区的传输；

DMA数据传输控制模块，完成现场总线发送数据从RAM总线仲裁控 制模块到DMA现场总线数据传输单元的传输，完成现场总线接收数据及识 别信息从DMA现场总线数据传输单元到RAM总线仲裁控制模块的传输；

内部RAM存储区，完成RAM总线仲裁控制模块的数据存储。

所述DMA现场总线数据传输单元包括：

DMA现场总线数据传输模块，完成现场总线发送数据从内部数据总线 控制单元到发送模块的传输，完成现场总线接收数据从接收模块到内部数 据总线控制单元的传输，完成现场总线接收数据的地址识别信息从地址识 别模块到内部数据总线控制单元的传输；

发送模块，将来自DMA现场总线数据传输模块的现场总线发送数据编 码后传输到外部现场总线；

接收模块，将外部现场总线信号解码后的接收数据传输到DMA现场总 线数据传输模块及地址识别模块；

地址识别模块，将来自接收模块的现场总线接收数据进行地址识别处 理生成识别信息并传输到DMA现场总线数据传输模块。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明通信芯片架构符合IEC61158规范；支持内/外环回，用于自 诊断，便于开发调试；