[实用新型]一种工业实时以太网的数据链路层电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种数据链路层电路，尤其涉及一种工业实时以太网的数据链路层电路。

背景技术

伺服驱动器利用工业以太网技术与控制器进行数据通讯已经越来越普遍，这样可以获得100Mbit/s的通讯速率。比如西门子公司的SinamicsS120伺服驱动器(电机驱动模块)与SinumerikNCU730.3控制器之间采用的DriveCliq器件间专用的工业以太网通讯技术，使得控制器与伺服驱动器、伺服驱动器与伺服驱动器之间互相通讯的速率达到100Mbit/s，保证了通讯的实时性和安全型。

这种用于CNC或运动控制领域的工业实时以太网，其网络架构不再需要OSI的7层模型，而只需要第1层(物理层PHY)、第2层(数据链路层Mac)、第7层(应用层APP)。

所有的工业实时以太网都使用标准的以太网物理层PHY元件，作为收发器，比如用的最多的是TI公司的以太网收发器DP83848。

所有的工业实时以太网都自己定义了一个数据链路层Mac的规范，并各自实现了其硬件。每个公司的数据链路层Mac软件及硬件互不通用。比如POWERLINK的数据链路层Mac是OPEN_POWERLINK_MAC，Profinet的数据链路层是PN_IO_IP_CORE，等等。

所有的工业实时以太网都自己定义了一个应用层APP的协议栈，并形成了该总线的标准。比如POWERLINK的应用层是CANopen，Profinet的应用层是Profibus，等等。

工业实时以太网的数据链路层Mac和应用层APP的协议栈标志着其所有者公司在工业实时以太网领域的知识产权、产品链等的独有独占技术。

由于工业实时以太网的专有性和独占性，非所有者使用所有者的实时工业以太网是需要支付版费的。并且在实际的产品研发中，由于其封闭的源代码，导致非所有者系统集成度很难提高，往往要在自己的产品中集成一块所有者开发的ASIC。

实用新型内容

为了解决以上不足，本实用新型提出一种工业实时以太网的数据链路层电路，能适用于任何通用的现场总线和实时以太网。

本实用新型采用以下技术方案实现：一种工业实时以太网的数据链路层电路，其用于控制4～6个物理接口收发器；所述数据链路层电路包括4～6个MAC模块、4～6个媒体访问本地内存、1个通道内存切换开关、1个媒体访问共享内存、1个控制寄存器、1个地址译码器、1个端口控制器；其中，

所述媒体访问本地内存的数量与所述MAC模块的数量相对应，每一个MAC模块连接一个媒体访问本地内存；所述媒体访问共享内存通过所述通道内存切换开关选择性连接其中一个媒体访问本地内存；所述地址译码器的输入端连接所述控制寄存器和这些媒体访问本地内存，所述地址译码器的输出端连接所述媒体访问共享内存；所述控制寄存器与这些媒体访问本地内存、所述媒体访问共享内存均连接；所述端口控制器与每个MAC模块、所述通道内存切换开关、所述控制寄存器、所述地址译码器均连接。

作为上述方案的进一步改进，所述媒体访问共享内存的内存空间被分割成与所述媒体访问本地内存数量相等的份数，并与所述媒体访问本地内存一一对应。

进一步地，媒体到达所述媒体访问本地内存以后，在所述端口控制器的控制下，经所述通道内存切换开关轮流切换，与所述媒体访问共享内存的对应的一份内存空间交换数据。

作为上述方案的进一步改进，所述媒体访问共享内存的内存空间里存储的数据经AHB片内高速总线或片间高速总线与一个运动控制器的MCU内核交换数据。

作为上述方案的进一步改进，所述数据链路层电路集成为一块芯片。

作为上述方案的进一步改进，所述数据链路层电路组装设计为模块式电路。

本实用新型提供多个MAC模块的数据链路层电路，适用于任何通用的现场总线和实时以太网。

附图说明

图1是本实用新型提供的工业实时以太网的数据链路层电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。