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基于SOPC的嵌入式EPA协议栈设计与开发

更新时间：2020-04-04 06:54:10 大小：3M 上传用户：IC老兵查看TA发布的资源 标签：sopc嵌入式 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

EPA现场设备是广泛应用于工业现场，实现信号采集、变换、处理、分析、存储与传输，并对生产过程进行控制的重要工具，而嵌入式EPA协议栈是EPA现场设备的重要组成部分，因此研究与开发基于嵌入式的EPA协议栈对于验证EPA总线标准和实现EPA控制系统有着非常重要的意义。

    传统的嵌入式EPA协议栈是基于单片机或ARM开发，这种开发方式，不仅开发周期长，资源浪费严重，而且可移植性、可升级性及可扩展性较差。因此，为了解决上述问题，论文采用SOPC技术设计开发EPA协议栈，以便于减少芯片的数量和增加系统的可编程、可升级性。本文主要内容包括：

    ①在对EPA标准及其通信特点深入理解和分析的基础上，设计并实现了可移植的EPA协议栈，包括EPA精确时间同步、链路层确定性调度等关键技术。

    ②研究了SOPC中的软硬件协同设计技术及自顶向下(TOP-DOWN)的设计思想，根据EPA现场设备的通信要求，提出了实现EPA协议栈所需要的最小硬件系统设计方案，并在Ateral公司生产的EP1C12Q240C8芯片上实现了该最小系统。

    ③为了解决在传统51芯片中串口通信资源有限的问题，论文采用Verilog硬件描述语言设计完成了UART IP Core，相对于51芯片串口资源，本文设计的串口集波特率发生器和收发模块于一体，节省了芯片中的定时器资源。

    ④根据NiosⅡ软核的特点，提出并部分实现了基于NiosⅡ软核的EPA协议栈设计方案，在该方案中采用μC/OS-Ⅱ操作系统+LWIP(Light Weight IP)协议栈的设计模式作为EPA协议栈的软件运行平台，以提高系统软件的实时性及可移植性。

    最后，在实现了EPA协议栈和SOPC平台的基础上，设计了相关测试方案，测试结果表明本文设计开发的EPA协议栈符合EPA标准，SOPC平台运行稳定，以上两部分工作的完成为在FPGA芯片中实现EPA协议栈奠定了基础。

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