文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211554
中文引用格式： 張立國，劉強(qiáng)，嚴(yán)偉，等. 基于IEC 1158標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線芯片設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2022，48(4)：18-23.
英文引用格式： Zhang Liguo，Liu Qiang，Yan Wei，et al. Design of fieldbus chip based on IEC 1158 standard[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(4)：18-23.
0 引言
現(xiàn)場(chǎng)總線(Field bus)是一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，主要解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和高級(jí)控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題[1-6]。
IEC 1158標(biāo)準(zhǔn)定義的現(xiàn)場(chǎng)總線通信模型由物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層、用戶層四部分構(gòu)成[7]。其中，物理層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸并可為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電，總線數(shù)據(jù)采用曼徹斯特編碼技術(shù)進(jìn)行編碼[8-15]。本文所設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)總線芯片主要實(shí)現(xiàn)物理層功能以及部分?jǐn)?shù)據(jù)鏈路層功能，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與總線連接。并內(nèi)置AXI4總線接口，實(shí)現(xiàn)與CPU高速、安全的數(shù)據(jù)交互。
目前已有的符合IEC1158標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線芯片有中科博微的FBC0409、美國Smar公司的FB3050、日本Yamaha公司的YTZ420等。但上述芯片均不具備協(xié)議擴(kuò)展能力，僅能應(yīng)用于符合IEC 1158標(biāo)準(zhǔn)的特定現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中，應(yīng)用領(lǐng)域單一。且由于與CPU交互時(shí)均使用私有協(xié)議，導(dǎo)致通用性較差。此外，受私有協(xié)議帶寬限制，以及這些私有協(xié)議不具備突發(fā)傳輸能力，導(dǎo)致芯片與CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的時(shí)延較大。
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作者信息：
張立國1，劉 強(qiáng)1，嚴(yán) 偉2，李福昆1，吳鵬飛2，王 博2
(1.燕山大學(xué) 電氣工程學(xué)院，河北 秦皇島066000；2.北京大學(xué) 軟件與微電子學(xué)院，北京100871)
