Linux和S3C2410的PROFIBUS-DP主站平台设计

　　引言

　　PROFIBUS是面向工厂自动化、流程自动化的一种国际性的现场总线标准，是一种具有广泛适用范围的、开放的数字通信系统，适用于快速、时间要求严格和可靠性要求高的各种通信任务。PROFIBUS现场总线分3种：PROFIBUS—FMS、PROFIBUS—DP和PROFIBUS—PA。其中，PROF-IBUS—DP是一种高速的低成本通信连接，用于设备级通信系统与分散式通信。

　　PROFIBUS—DP现场总线由主站和从站组成。对于从节点的研究，国内科研院所很早就开始研究，现已有多家企业能够自主研制从站产品。但是对于主站，由于其技术复杂、开发难度大，目前国内只有北京和利时技术有限公司、浙大中控等少数几家公司开展相关的技术研究与开发，并只实现了部分子集功能。大部分产品主要由国外几家大公司垄断。同时，随着PROFIBUS在国内市场上的迅速推广，许多企业和科研单位开始了对PROFIBUS协议的研究，并展开了使用PROFIBUS通信协议的智能节点的研究。但是，目前国内业界对于PROFIBUS—DP的研究和相关产品的开发都是基于国外提供的专用协议芯片(主站多数采用西门子推出的ASPC2，从站多采用SPC3等智能通信芯片)，即集中在从站设计领域，而没有主站样机开发的相关报道。对于主站的开发，国内一些科研院所(北航、中科院、浙大等)也曾利用可编程逻辑器件配合MCU设计出简单主站的试验产品，但是这些产品仅能实现简单的主站功能，对于组成强大的PROFIBUS—DP网络还望尘莫及。

　　本文正是针对上述的问题，为避免采用协议芯片、增加主站智能功能和后续扩展性研究的需要，设计了基于Linux操作系统的PROFISBUS —DP主站。在硬件上采用ARM9内核的处理器S3C2410，同时将Linux操作系统移植到此硬件平台上，在此基础上，完全由软件编程实现了整个PROFIBUS—DP的主站功能，能够与标准PROD—IBUS—DP从站设备进行通信。

　　1 PROFIBUS—DP主站通信机制

　　PROFIBUS—DP的主要目的是在功能强大的主站与若干简单的从站之间进行循环的数据交换。因此系统主要使用主-从类型通信服务。

　　PRIFIBUS—DP总线系统设备包括主站和从站，而主站则包括1类主站和2类主站。1类主站能够对从站设置参数，检查从站的通信接口配置，读取从站诊断报文，并根据已经定义好的算法与从站进行用户数据交换，同时，1类主站还能用一组功能与2类主站进行通信。2类主站则是一个编程器或一个管理设备，可以执行一组DP系统的管理与诊断功能。由于2类主站不能单独作为一个主站对从站进行管理，加上本系统采用的是单主站结构，所以本系统设计的是一个1类主站。