RU185051U1 - FPGA ETHERNET POWER SLIN SLAVE - Google Patents
FPGA ETHERNET POWER SLIN SLAVE Download PDFInfo
- Publication number
- RU185051U1 RU185051U1 RU2018127020U RU2018127020U RU185051U1 RU 185051 U1 RU185051 U1 RU 185051U1 RU 2018127020 U RU2018127020 U RU 2018127020U RU 2018127020 U RU2018127020 U RU 2018127020U RU 185051 U1 RU185051 U1 RU 185051U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- module
- data exchange
- fpga
- exchange module
- dictionary
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/40—Bus networks
- H04L12/403—Bus networks with centralised control, e.g. polling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области промышленных систем связи реального времени, а именно к подчиненному устройству сети Ethernet POWERLINK на базе программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС), включающему в себя модуль интерфейса к микросхеме физического уровня, вход/выход которого подключен к общему каналу данных, к которому подключены модуль циклического обмена данными и модуль асинхронного обмена данными, который подключен к модулю базового словаря, который подключен к памяти объектного словаря, которая также подключена к модулю циклического обмена данными. Полезная модель обеспечивает снижение требований к логической емкости применяемой ПЛИС и возможность реализации устройства без дополнительных микросхем памяти.The utility model relates to the field of real-time industrial communication systems, namely, to a Ethernet POWERLINK network slave based on a programmable logic integrated circuit (FPGA), which includes an interface module to a physical layer microcircuit whose input / output is connected to a common data channel, to which the cyclic data exchange module and the asynchronous data exchange module are connected, which is connected to the base dictionary module, which is connected to the object dictionary memory, which is also connected to the module klicheskogo data exchange. The utility model reduces the requirements for the logical capacity of the applied FPGA and the ability to implement the device without additional memory chips.
Description
Полезная модель относится к области промышленных систем связи реального времени и может быть использована в различных областях науки и промышленности при создании устройств управления, распределенных систем ввода/вывода и электроприводов.The utility model relates to the field of industrial real-time communication systems and can be used in various fields of science and industry to create control devices, distributed input / output systems and electric drives.
Из существующего уровня техники известно подчиненное устройство сети Ethernet POWERLINK на базе программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС), построенное с использованием стэка протоколов openPOWERLnsfK [электронный ресурс: openpowerlink.sourceforge.net/web/]. Такое устройство содержит софт-процессор Altera Nios II или Xilinx MicroBlaze, модуль отвечающий за первичную обработку Ethernet пакет, их фильтрацию и буферизацию, модуль интерфейса к внешнему процессору и модуль прямого управления дискретными входами/выходами, объединенные при помощи общей шины данных. Помимо ПЛИС данное устройство требует 2 Мбайта внешней статической памяти и 32 Кбайта энергонезависимой памяти.From the prior art, a POWERLINK Ethernet network slave device based on a programmable logic integrated circuit (FPGA) is constructed using the openPOWERLnsfK protocol stack [electronic resource: openpowerlink.sourceforge.net/web/]. Such a device contains an Altera Nios II or Xilinx MicroBlaze software processor, a module responsible for the initial processing of an Ethernet packet, filtering and buffering them, an interface module to an external processor, and a module for direct control of discrete inputs / outputs combined using a common data bus. In addition to FPGAs, this device requires 2 MB of external static memory and 32 KB of non-volatile memory.
Недостатками данного устройства являются высокие требования к логической емкости применяемой ПЛИС и необходимость использования внешних микросхем памяти.The disadvantages of this device are the high requirements for the logical capacity of the applied FPGA and the need to use external memory chips.
Предлагаемая полезная модель направлена на решение технической задачи по устранению указанного недостатка.The proposed utility model is aimed at solving the technical problem of eliminating this drawback.
Достигаемый при этом технический результат заключается в снижении требований к логической емкости применяемой ПЛИС и возможности реализации устройства без дополнительных микросхем памяти.The technical result achieved in this case is to reduce the requirements for the logical capacity of the applied FPGA and the possibility of implementing the device without additional memory chips.
Технический результат достигается тем, что подчиненное устройство сети Ethernet POWERLINK на базе ПЛИС включает в себя модуль интерфейса к микросхеме физического уровня, вход/выход которого подключен к общему каналу данных, к которому подключены модуль циклического обмена данными и модуль асинхронного обмена данными, который подключен к модулю базового словаря, который подключен к памяти объектного словаря, которая также подключена к модулю циклического обмена данными.The technical result is achieved in that the FPGA-based Ethernet POWERLINK network slave device includes an interface module to a physical layer microcircuit, the input / output of which is connected to a common data channel, to which a cyclic data exchange module and an asynchronous data exchange module are connected, which is connected to module of the basic dictionary, which is connected to the memory of the object dictionary, which is also connected to the module of cyclic data exchange.
Указанные признаки полезной модели являются существенными и совокупность этих признаков достаточна для получения требуемого технического результата.These features of the utility model are significant and the combination of these features is sufficient to obtain the desired technical result.
Полезная модель поясняется следующим чертежом.The utility model is illustrated by the following drawing.
На фиг. 1 показана блок-схема заявляемой полезной модели. Она содержит модуль интерфейса к микросхеме физического уровня 1, общий канал данных 2, модуль циклического обмена данными 3, модуль асинхронного обмена данными 4, модуль базового словаря 5, память объектного словаря 6.In FIG. 1 shows a block diagram of the claimed utility model. It contains an interface module to a physical layer 1 microchip, a
Работает устройство следующим образом. Модуль интерфейса к микросхеме физического уровня 1 осуществляет чтение данных из микросхемы физического уровня по интерфейсу MII или RMII, группирует из них байты, которые передает в общий канал данных 2, к которому подключены модуль циклического обмена данными 3 и модуль асинхронного обмена данными 4. При записи в общий канал данных 2 для избежания коллизий при штатном обмене используется временное разделение. При этом в случае возникновения коллизий в результате нештатной ситуации приоритет имеют данные модуля циклического обмена данными 3. Модуль интерфейса к микросхеме физического уровня 1 осуществляет чтение данных, записанных модулем циклического обмена данными 3 и модулем асинхронного обмена данными 4 в общий канал данных 2, и передает их по интерфейсу MII или RMII на микросхему физического уровня. Модуль циклического обмена данными 3 и модуль асинхронного обмена данными 4 «на лету» осуществляют обработку данных, поступающий в общий канал данных 2, и формируют на их основе, а также на основе данных входных интерфейсов каждого модуля, исходящие пакеты, которые записывают в общий канал данных 2, осуществляя тем самым информационных обмен.The device operates as follows. The interface module to the physical layer 1 microcircuit reads data from the physical layer microcircuit via the MII or RMII interface, groups bytes from them, which it transfers to a
Модуль циклического обмена данными 3 осуществляет обработку пакетов SoC, PReq, SoA согласно стандарту IEEE 61158, а также формирование пакетов PRes и ASnd согласно стандарту IEEE 61158. Обработка пакетов SoA и формирование пакетов ASnd осуществляется модулем циклического обмена данными 3 только в рамках реализации информационного обмена при помощи NMT команда и ответов на них согласно стандарту IEEE 61158. Модуль асинхронного обмена данными 4 осуществляет информационный обмен в асинхронной фазе цикла Ethenet POWERLINK по протоколу SDO via ASnd согласно стандарту IEEE 61158. При получении пакета PReq модуль циклического обмена данными 3 выделяет из него Process Data Object и побайтно передает его через интерфейс ввода/вывода к внешнему процессору или другому ядру в составе ПЛИС. При формировании пакета PRes модуль циклического обмена данными 3 формирует входящий в его состав Process Data Object на основе данных, принятых через интерфейс ввода/вывода от внешнего процессора или другого ядра в составе ПЛИС. При формировании пакетов ASnd модуль циклического обмена данными 3 использует данные, прочитанные из память объектного словаря 6. При организации информационного обмена модуль асинхронного обмена данными 4 передает данные, полученные по протоколу SDO via Asnd, модулю базового словаря 5, а данные, необходимые для формирования исходящих SDO пакетов, получает от модуля базового словаря 5. Модуль базового словаря 5 осуществляет формирование адреса и управление чтением и записью из память объектного словаря 6. Память объектного словаря 6 представляет из себя статическую двухпортовую память, один порт которой, предназначенный для записи и чтения, подключен к модулю базового словаря 5, а второй порт, предназначенный только для чтения, подключен к модулю циклического обмена данными 3. Совместно модуль базового словаря 5 и память объектного словаря 6 реализуют обязательную часть объектного словаря подчиненного устройства Ethernet POWERLINK согласно стандарту IEEE 61158. При получении запросов от модуля асинхронного обмена данными 4 на чтение данных из задачно-ориентированной части словаря модуль базового словаря 5 ретранслирует модулю асинхронного обмена данными 4 данные, полученные через интерфейс ввода/вывода к внешнему процессору или другому ядру в составе ПЛИС. При получении запросов от модуля асинхронного обмена данными 4 на запись данных в задачно-ориентированную часть словаря модуль базового словаря 5 побайтно ретранслирует полученные от модуля асинхронного обмена данными 4 данные через интерфейс ввода/вывода к внешнему процессору или другому ядру в составе ПЛИС.The cyclic
Работоспособность полезной модели была проверена на макете, который наглядно продемонстрировал получение требуемого технического результата. Предложенное устройство было реализовано при помощи программируемой логической интегральной схемы Altera EP4CE15F17I7, работающей с тактовой частотой 50 МГц. Данное устройство было протестировано на соответствие стандарту Ethernet POWERLINK. Тестирование проводилось согласно стандарту EPSG DS310. Результаты тестирования показали полное соответствие сетевого обмена между полезной моделью и ведущими устройствами стандарту Ethernet POWERLINK. Для реализации полезная модель потребовала 1870 логических ячеек ПЛИС, в то время как известный аналог на базе стека протоколов openPOWERLINK версии 2.5.2 на той же микросхеме ПЛИС потребовал 6786 логических ячеек, а также дополнительного использования микросхемы статической памяти, объемом 2МБ.The efficiency of the utility model was tested on the layout, which clearly demonstrated the receipt of the required technical result. The proposed device was implemented using a programmable logic integrated circuit Altera EP4CE15F17I7, operating at a clock frequency of 50 MHz. This unit has been tested for compliance with the Ethernet POWERLINK standard. Testing was carried out according to the EPSG DS310 standard. The test results showed full compliance of the network exchange between the utility model and the host devices with the Ethernet POWERLINK standard. For implementation, the utility model required 1870 logical FPGA cells, while the well-known analog based on the openPOWERLINK protocol stack version 2.5.2 on the same FPGA chip required 6786 logical cells, as well as additional use of a 2MB static memory chip.
Таким образом, использование полезной модели позволило снизить требования к логической емкости применяемой ПЛИС более чем в 3,5 раза, а также реализовать устройства без использования дополнительной микросхемы статической памяти, что говорит о достижении заявленного технического результата.Thus, the use of the utility model allowed us to reduce the requirements for the logical capacity of the applied FPGA by more than 3.5 times, as well as implement the device without the use of an additional static memory chip, which indicates the achievement of the claimed technical result.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018127020U RU185051U1 (en) | 2018-07-24 | 2018-07-24 | FPGA ETHERNET POWER SLIN SLAVE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018127020U RU185051U1 (en) | 2018-07-24 | 2018-07-24 | FPGA ETHERNET POWER SLIN SLAVE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU185051U1 true RU185051U1 (en) | 2018-11-19 |
Family
ID=64325226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018127020U RU185051U1 (en) | 2018-07-24 | 2018-07-24 | FPGA ETHERNET POWER SLIN SLAVE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU185051U1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2409896C2 (en) * | 2005-11-24 | 2011-01-20 | Нокиа Корпорейшн | Method, module, terminal and system for providing coherent operation of radio frequency identification subsystem and wireless communication subsystem |
RU2454710C2 (en) * | 2006-05-24 | 2012-06-27 | Роберт Бош Гмбх | Communication module |
WO2013005043A1 (en) * | 2011-07-06 | 2013-01-10 | Vetco Gray Controls Limited | Interfacing communications |
CN103607270A (en) * | 2013-11-28 | 2014-02-26 | 上海新时达电气股份有限公司 | Method for improving synchronous performance of Powerlink Ethernet |
US9544247B2 (en) * | 2013-03-15 | 2017-01-10 | Innovasic, Inc. | Packet data traffic management apparatus |
-
2018
- 2018-07-24 RU RU2018127020U patent/RU185051U1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2409896C2 (en) * | 2005-11-24 | 2011-01-20 | Нокиа Корпорейшн | Method, module, terminal and system for providing coherent operation of radio frequency identification subsystem and wireless communication subsystem |
RU2454710C2 (en) * | 2006-05-24 | 2012-06-27 | Роберт Бош Гмбх | Communication module |
WO2013005043A1 (en) * | 2011-07-06 | 2013-01-10 | Vetco Gray Controls Limited | Interfacing communications |
US9544247B2 (en) * | 2013-03-15 | 2017-01-10 | Innovasic, Inc. | Packet data traffic management apparatus |
US20180019955A1 (en) * | 2013-03-15 | 2018-01-18 | Innovasic, Inc. | Packet data traffic management apparatus |
CN103607270A (en) * | 2013-11-28 | 2014-02-26 | 上海新时达电气股份有限公司 | Method for improving synchronous performance of Powerlink Ethernet |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11971446B2 (en) | Interface system for interconnected die and MPU and communication method thereof | |
CN104820657A (en) | Inter-core communication method and parallel programming model based on embedded heterogeneous multi-core processor | |
CN105512084A (en) | Zynq platform data interaction device | |
US8365111B2 (en) | Data driven logic simulation | |
CN105786745A (en) | Processing System Network Controller With Interface To Programmable Logic | |
CN101859289A (en) | Off-chip memory access controller | |
CN103247612B (en) | A kind of enhancement mode FLASH chip and a kind of chip packaging method | |
Kalte et al. | System-on-programmable-chip approach enabling online fine-grained 1D-placement | |
CN110046127A (en) | For searching the device and multi-chip module that calculate artificial intelligence accelerator | |
CN103258820B (en) | The enhancement mode Flash chip of SPI interface and chip packaging method | |
CN104598405A (en) | Expansion chip and expandable chip system and control method | |
CN114238187A (en) | FPGA-based full-stack network card task processing system | |
RU185051U1 (en) | FPGA ETHERNET POWER SLIN SLAVE | |
Tidala | High performance network on chip using AXI4 protocol interface on an FPGA | |
CN115622896A (en) | AXI4 high-speed bus and multi-queue simulation verification method and simulation verification device | |
CN117032812B (en) | Management method, device and apparatus of server, storage medium and electronic device | |
Kavianipour et al. | High performance FPGA-based scatter/gather DMA interface for PCIe | |
Romanov et al. | Real-time Ethernet POWERLINK communication for ROS. Part II. Hardware and software | |
Martinek et al. | Netcope: Platform for rapid development of network applications | |
CN105939238A (en) | SOC isolation Memory-based 10Gbps Ethernet real-time data acquisition method | |
CN103247613B (en) | The packaged chip of the multi-chip of enhancement mode Flash, communication means and method for packing | |
CN115526142A (en) | Ethernet speed reduction method, system, medium and FPGA (field programmable Gate array) verification platform | |
CN115202808A (en) | DMA method and system for system on chip in virtualization environment | |
CN111290889B (en) | FPGA-based universal processor-oriented test method and system | |
Afsin et al. | C 3: configurable can fd controller: architecture, design and hardware implementation |