[发明专利]基于FPGA和ARM的MVB网络四类设备网卡

权利要求书

1.一种基于FPGA和ARM的MVB网络四类设备网卡，其特征在于，包括：

MVB网络控制器：用于实现物理层以及链路层的过程数据、消息数据功能以及对网卡的配置和管理功能，向上提供TCN网络标准IEC61375-1规定的链路层软件接口；

RTP协议栈系统：用于实现网络层、传输层、会话层、表示层以及应用层的监视数据、过程数据以及消息数据功能，向上提供TCN网络标准IEC61375-1规定的应用层软件接口。

2.根据权利要求1所述的MVB网络四类设备网卡，其特征在于，所述MVB网络控制器包括：

FPGA电路芯片，用于实现物理层的收发功能、链路层的过程数据功能、PC104总线接口和网卡的动态配置功能；

ARM处理器芯片，用于实现链路层的消息数据功能、主权转移功能、设备状态扫描功能以及网卡静态配置和FPGA电路芯片的配置功能。

3.根据权利要求2所述的MVB网络四类设备网卡，其特征在于，所述FPGA电路芯片和ARM处理器芯片采用分时工作模式；周期相的过程数据采用FPGA电路芯片实现；偶发相的消息数据和监视数据采用ARM处理器芯片实现。

4.根据权利要求2或3所述的MVB网络四类设备网卡，其特征在于，所述MVB控制器集成在一块电路板上，所述RTP协议栈系统集成于上位机中。

5.根据权利要求4所述的MVB网络四类设备网卡，其特征在于，所述电路板包括MVB接口电路以及ARM相关电路：

所述MVB接口电路包括FPGA电路芯片、分别与所述FPGA电路芯片连接的静态存储器芯片、RS485收发器、MAX3292预加重电路以及外围电路；

所述ARM相关电路包括ARM处理器芯片及其外围电路；

所述MVB接口电路与ARM相关电路之间通过GPIO端口连接。

6.根据权利要求5所述的MVB网络四类设备网卡，其特征在于，所述ARM处理器芯片中的应用程序运行于嵌入式操作系统eCos之上；对于应用程序，ARM处理器芯片通讯线路表现为GPIO信号以及EXTI信号。

7.根据权利要求1-3、5-6任意一项所述的MVB网络四类设备网卡，其特征在于，RTP协议栈系统分为：

硬件和操作系统抽象层：用于对硬件和操作系统进行抽象，向上层提供统一接口；

MUE层：用于对MUE协议进行封装，向上层提供统一的IEC61375规定的链路层接口；

RTP协议栈系统实现层：用于实现RTP协议栈系统的监视数据、过程数据和消息数据功能。

8.根据权利要求7所述的MVB网络四类设备网卡，其特征在于，所述硬件和操作系统抽象层包括：

POSIX封装模块：用于对POSIX进行封装；

UART端口访问封装模块：用于对底层PC104端口的访问进行封装。

9.根据权利要求7或8所述的MVB网络四类设备网卡，其特征在于，所述MUE层包括：

MUE基础层：用于对MUE协议进行封装；

MUE总线控制公共层：用于对总线控制器的公用部分进行封装；

特定总线控制实现层：用于实现对特定总线的控制，向上层提供统一的链路层接口。

10.根据权利要求9所述的MVB网络四类设备网卡，其特征在于，所述RTP协议栈系统实现层包括：

监视数据模块：用于实现RTP协议栈系统的监视数据功能；

过程数据模块：用于实现RTP协议栈系统的过程数据功能；

消息数据模块：用于实现RTP协议栈系统的消息数据功能。