CN113542090B - 一种EtherCAT主从站一体网桥控制器及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法、EtherCAT主从站一体网桥控制器、基于主从一体站网桥控制器的控制系统和可读存储介质。该技术方案中，构建了基于FPGA的EtherCAT主从站一体网桥控制器。由于FPGA具有硬件并行运算能力，因此，该EtherCAT主从一体网桥控制器中的主站具有较高的硬实时特性，保障了EtherCAT网络数据收发的实时性，减少了对CPU性能、操作系统实时性的依赖；该EtherCAT主从一体网桥控制器能够同时作为第三方主站设备的从设备，也可以作为第三方从站设备的主设备，减少了EtherCAT总线网络的负荷，提高了网络拓补结构的灵活性。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域，特别是涉及一种EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法、EtherCAT主从站一体网桥控制器、基于主从一体站网桥控制器的控制系统和可读存储介质。
背景技术
EtherCAT(以太网控制自动化技术)是一个以以太网为基础的开放架构的现场总线系统，由于其具有网络实时性高、拓扑结构灵活、系统配置简单等特点，目前已得到越来越广泛的应用。
现有的EtherCAT技术采用主从介质访问控制方式，主站采用标准以太网卡，从站采用专门的ESC(EtherCAT Slave Controller)芯片如ET1100、ET1200、LAN9252实现从站功能。主站设备与从站设备之间线性拓扑结构通信。具体的，主站设备发送数据报文，从站设备在报文经过其节点时读取相应编址的主站下发数据，同时，将返回给主站的数据也在报文经过时插入至报文中。整个过程中，报文只有几十纳秒的时间延迟。报文经过所有从站完成数据交换后，由EtherCAT网段中的末端从站将报文返回。
EtherCAT主站设备是整个EtherCAT主从系统的核心，EtherCAT主站设备必须能够稳定可靠的运行，保证从站设备的实时性和同步性。EtherCAT主站的实现主要是采用德国倍福公司基于PC机的Windows操作系统、Linux操作系统或Android操作系统的嵌入式解决方案。由于Windows、Linux、或Android操作系统均为非实时性操作系统，EtherCAT协议解析过程的任务调度优先级不可控、不确定，造成主、从站接收数据的时间延长、通信周期加大、周期抖动加大，因此无法满足CNC高精度同步控制的要求。为保证主站实时性，虽然有一些设备采用RTOS实时操作系统系统，如Vxworks、QNX、uC/OS II，但由于RTOS系统版权价格昂贵，软件移植工作量大，难以被广泛推广应用。且现有的EtherCAT总线控制系统通常只包括一个EtherCAT主站设备和多个EtherCAT从站设备。单主站网络拓补结构的通信依赖于一个主站的分配和调度，一旦主站设备或任意一个从站设备出现故障，则面临整个网络瘫痪的可能。
综上所述，如何有效地解决EtherCAT主从站一体网桥控制器控制中的可靠控制等问题，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法、EtherCAT主从站一体网桥控制器、基于主从一体站网桥控制器的控制系统和可读存储介质，以提高现场总线控制中的控制可靠性。
为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
一种EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法，应用于基于FPGA构建的网桥控制器中，所述网桥控制器包括主站部分、从站部分和GPMC总线，所述EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法，包括；
所述主站部分通过GPMC总线获取外部CPU中待发送的第一数据，并将所述第一数据发送给第三方从站设备；
所述主站部分接收所述第三方从站发送的第二数据，并将所述第二数据反馈给所述外部CPU；
所述从站部分通过GPMC总线获取外部CPU中待发送的第三数据，并将所述第三数据发送给第三方主站设备；
所述从站部分接收所述第三方主站设备发送的第四数据，并将所述第四数据反馈给所述外部CPU。
优选地，所述主站部分包括主站发送缓存和主站时钟，所述主站部分通过GPMC总线获取外部CPU中待发送的第一数据，并将所述第一数据发送给第三方从站设备，包括：
获取所述第一数据，并将所述第一数据存入所述主站发送缓存中，并基于所述主站时钟定时发送所述第一数据给所述第三方从站设备。
优选地，所述主站部分包括主站接收缓存；所述主站部分接收所述第三方从站发送的第二数据，并将所述第二数据反馈给所述外部CPU，包括：
接收所述第二数据，并将所述第二数据存入所述主站接收缓存中，以便所述外部CPU读取所述第二数据。
优选地，所述从站部分包括从站发送缓存和从站处理模块，所述从站部分通过GPMC总线获取外部CPU中待发送的第三数据，并将所述第三数据发送给第三方主站设备，包括：
获取所述第三数据，并将所述第三数据存入所述从站发送缓存中，由所述从站处理模块插入数据包，以将所述第三数据发送给所述第三方主站设备。
优选地，所述从站部分包括从站接收缓存，所述从站部分接收所述第三方主站设备发送的第四数据，并将所述第四数据反馈给所述外部CPU，包括：
接收所述第四数据，并将所述第四数据缓存在所述从站接收缓存中，以便所述外部CPU读取所述第四数据。
一种EtherCAT主从站一体网桥控制器，包括：
所述网桥控制器构建于FPGA中，所述网桥控制器包括主站部分、从站部分和GPMC总线；
所述主站部分通过所述GPMC总线连接外部CPU；
所述从站部分通过所述GPMC总线连接外部CPU；
所述主站部分通过网络驱动芯片与第三方从站设备相连接；
所述从站部分通过网络驱动芯片与第三方主站设备相连接。
优选地，所述主站部分包括主站处理模块、主站时钟、主站发送缓存、主站接收缓存、主站状态寄存器。
优选地，所述从站部分包括：从站处理模块、从站时钟、从站发送缓存、从站接收缓存和从站状态寄存器。
优选地，所述GPMC总线包括：译码器、单向地址总线、双向数据总线、GPMC总线控制信号、中断仲裁控制器；其中所述GPMC总线控制信号包括片选信号、写信号、读信号，低电平有效。
一种基于主从一体站网桥控制器的控制系统，包括：
至少一个如上述的网桥控制器，一个第三方主站设备，一个或多个第三方从站设备和用于控制所述网桥控制器的外部CPU；
所述第三方主站设备与所述网桥控制器中的所述从站部分相连，所述第三方从站设备与所述网桥控制器中的所述主站部分通信连接；所述外部CPU通过所述GPMC总线与所述主站部分或所述从站部分通信连接。
一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法的步骤。
在基于FPGA构建的网桥控制器中应用本申请所提供的EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法，网桥控制器包括主站部分、从站部分和GPMC总线；EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法，包括；主站部分通过GPMC总线获取外部CPU中待发送的第一数据，并将第一数据发送给第三方从站设备；主站部分接收第三方从站发送的第二数据，并将第二数据反馈给外部CPU；从站部分通过GPMC总线获取外部CPU中待发送的第三数据，并将第三数据发送给第三方主站设备；从站部分接收第三方主站设备发送的第四数据，并将第四数据反馈给外部CPU。
可见，在本方法中，基于FPGA所构建的网桥控制器，由于FPGA具有并行特点，因此，该网桥控制器还具有硬实时特性以及并行能力，如此在对工业总线进行控制时，能够保障了数据收发的实时性，可减少对CPU以及操作系统的依赖，且还能够同时作为第三方主站设备的从设备，以及第三发从站设备的主设备。也就是说，该网桥控制器能够连通第三方主站设备与第三方从站设备，且网桥控制器能够同时作为主站也可作为从站。通过串接两个或两个以上的网桥控制器还可改变第三方主站设备与第三方从站设备之间的连接拓扑接口，可将现有的单一的线性通信，以网桥控制器为连接节点，构建出树形结构的网络拓扑，提高了网络拓扑结构的灵活性，降低了网络的负荷，提高所构建的网络系统的可靠性、实时性。
相应地，本申请实施例还提供了与上述EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法相对应的EtherCAT主从站一体网桥控制器和基于主从一体站网桥控制器的控制系统和可读存储介质，具有上述技术效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例中一种EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法的实施流程图；
图2为本申请实施例中一种网桥控制器的具体结构示意图；
图3为本申请实施例中一种网桥控制器与外界设备的具体连接示意图；
图4为本申请实施例中一种基于主从一体站网桥控制器的控制系统的网络拓扑图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例一：
请参考图1，图1为为本申请实施例中一种EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法的实施流程图。特别地，本申请所提供的EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法可应用于基于FPGA构建的网桥控制器中，如图2所示，该网桥控制器包括主站部分、从站部分和GPMC总线。
在本说明书中，诸如第一、第二、第三和第四等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
具体的，该EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法包括以下步骤：
S101、主站部分通过GPMC总线获取外部CPU中待发送的第一数据，并将第一数据发送给第三方从站设备。
其中，主站部分即相对于第三方从站设备，该网桥控制器以其主站角色存在，也就是说，该主站部分可视为在FPGA构建的网桥控制器中的虚拟主站，该主站部分具有主站设备的处理能力/功能。第三方从站设备可具体为该网桥控制器之外的其他网桥控制器或EtherCAT从站设备。
其中，第一数据可具体为外部CPU用于控制第三方从站设备的控制数据。
当该主站部分包括：主站发送缓存和主站时钟时，对于第一数据的处理可具体包括：获取第一数据，并将第一数据存入主站发送缓存中，并基于主站时钟定时发送第一数据给第三方从站设备。也就是说，网桥控制器可通过GPMC总线获取到外部CPU中待发送的第一数据，并且将该第一数据存入主站发送缓存中。在主站时钟的作用下，可定时将第一数据发送给第三方从站设备。
S102、主站部分接收第三方从站发送的第二数据，并将第二数据反馈给外部CPU。
其中，第二数据可具体为第三方从站设备响应于外部CPU的控制管理的数据，或第三方从站设备在运行中产生的需要上报给外部CPU进行处理的事件数据。
当主站部分包括主站接收缓存时，主站部对于第二数据的处理可具体包括：接收第二数据，并将第二数据存入主站接收缓存中，以便外部CPU读取第二数据。也就是说，网桥控制器中的主站部分在接收到第二数据之后，可将第二数据存入到主站接收缓存中，如此，外部CPU可通过读取该主站接收缓存，即可获得第二数据。
S103、从站部分通过GPMC总线获取外部CPU中待发送的第三数据，并将第三数据发送给第三方主站设备。
其中，从站部分为基于FPGA构建的网桥控制器中实现从站功能的部分。第三方主站设备可具体为该网桥控制器之外的其他网桥控制器或EtherCAT主站设备。第三数据可具体为外部CPU用于控制第三方主站设备的数据。
当从站部分从站发送缓存和从站处理模块时，该从站部分对于第三数据的处理过程，可包括：获取第三数据，并将第三数据存入从站发送缓存中，由从站处理模块插入数据包，以将第三数据发送给第三方主站。即，从站部分获得第二CPU中待发送的第三数据时，可将第三数据缓存在从站发送缓存中，然后又由站处理模块插入数据包，如此变可将第三数据发送给第三方主站设备。
S104、从站部分接收第三方主站设备发送的第四数据，并将第四数据反馈给外部CPU。
其中，第四数据可具体为第三方主站设备需要发送给外部CPU的数据，如响应数据。
当从站部分包括从站接收缓存时，从站部分对第四数据的处理过程，包括：接收第四数据，并将第四数据缓存在从站接收缓存中，以便外部CPU读取第四数据。当网桥控制器中的从站部分接收到第三方主站发送的第四数据时，可将第四数据缓存在从站接收缓存中，以便外部CPU从该从站接收缓存中读取第四数据。
需要说明的是，在上述步骤描述中，对于网桥控制器中的主站部分和从站部分各自对应的具体内容进行了简单描述，但是实际应用中，主站设备以及从站部分其内的模块还可具体包括时钟、状态寄存器等具体的功能模块，详情可参考本申请提供的网桥控制器。另外，上述步骤S101、S102、S103和S104之间无必然的先后顺序，即这四个步骤可以并行执行也可按照具体的数据传输需求，顺序执行。
在基于FPGA构建的网桥控制器中应用本申请所提供的EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法，网桥控制器包括主站部分、从站部分和GPMC总线；EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法，包括；主站部分通过GPMC总线获取外部CPU中待发送的第一数据，并将第一数据发送给第三方从站设备；主站部分接收第三方从站发送的第二数据，并将第二数据反馈给外部CPU；从站部分通过GPMC总线获取外部CPU中待发送的第三数据，并将第三数据发送给第三方主站设备；从站部分接收第三方主站设备发送的第四数据，并将第四数据反馈给外部CPU。
可见，在本方法中，基于FPGA所构建的网桥控制器，由于FPGA具有并行特点，因此，该网桥控制器还具有硬实时特性以及并行能力，如此在对工业总线进行控制时，能够保障了数据收发的实时性，可减少对CPU以及操作系统的依赖，且还能够同时作为第三方主站设备的从设备，以及第三发从站设备的主设备。也就是说，该网桥控制器能够连通第三方主站设备与第三方从站设备，且网桥控制器能够同时作为主站也可作为从站。通过串接两个或两个以上的网桥控制器还可改变第三方主站设备与第三方从站设备之间的连接拓扑接口，可将现有的单一的线性通信，以网桥控制器为连接节点，构建出树形结构的网络拓扑，提高了网络拓扑结构的灵活性，降低了网络的负荷，提高所构建的网络系统的可靠性、实时性。
实施例二：
相应于上述EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法，本申请还提供了一种EtherCAT主从站一体网桥控制器，其具体结构请参考图2和图3，图2为本申请实施例中一种网桥控制器的具体结构示意图；图3为本申请实施例中一种网桥控制器与外界设备的具体连接示意图。该网桥控制器100构建于FPGA(FieldProgrammable Gate Array，现场可编程门阵列模块)中，网桥控制器包括主站部分102、从站部分101和GPMC总线103；
主站部分通过GPMC总线连接外部CPU；
从站部分通过GPMC总线连接外部CPU；
主站部分通过网络驱动芯片4003与第三方从站设备相连接；
从站部分通过网络驱动芯片3005和3006与第三方主站设备相连接。
其中，网络驱动芯片可具体为PHY。
由于FPGA具有并行计算的能力，保证了主站、从站数据帧收发的实时性，降低了对操作系统、CPU性能的依赖。
其中，主站部分包括主站处理模块1020、主站时钟1024、主站发送缓存1021、主站接收缓存1023、主站状态寄存器1022。
具体的，主站处理模块1020与外部的PHY芯片4003、网络隔离变压器4002、EtherCAT总线接口4001构成一体网络控制器100的主站输入/输出物理链路，作为主站设备，与一个或者多个第三方EtherCAT从站设备构成第二级EtherCAT网络。外部CPU通过GPMC总线，将要发送给第三方从站设备的数据写入主站发送缓存1021，每写入一包数据，状态寄存器1022中的发送缓存(FIFO)计数器+1；当发送缓存(FIFO)计数器大于10时，表示发送缓存(FIFO)已经写满，CPU停止写操作。
主站处理模块根据主站时钟设定的PDO数据(同步数据包)发送周期，读出主站发送缓存1021的数据包，经由发送物理链路(4003、4002、4001)发送给第三方从站设备；主站处理模块每读走一个数据包，发送缓存计数器-1；当设定的PDO数据发送周期触发时，如果发送缓存计数器为0时，主站处理模块停止发送数据，并令状态寄存器1022中的发送错误计数器+1。
主站处理模块接收第三方从站设备经由接收物理链路(4001、4002、4003)输入的数据，并将数据存入到主站接收缓存(FIFO)1023中；每写入一包数据到主站接收缓存(FIFO)，状态寄存器中的接收缓存计数器+1。
外部CPU通过GPMC总线，读出状态寄存器中的接收缓存计数器数值，当该数值大于1时，表明主站处理模块已接收到完整的数据包；外部CPU通过GPMC总线读出主站接收缓存中的数据包，每读出一个数据包，接收缓存计数器-1；当接收缓存计数器等于0时，CPU停止读操作。
主站状态寄存器1022包括发送缓存计数器、接收缓存计数器、错误计数器、PHY芯片4003连接状态；其中发送缓存计数器记录当前发送缓存中的数据包个数，CPU写入一个数据包，该计数器+1，从站处理模块每读走一个数据包，该计数器-1；接收缓存计数器记录当前接收缓存中的数据包个数，CPU读走一个数据包，该计数器-1，从站处理模块每写入一个数据包，该计数器+1；错误计数器记录当前从站处理模块发送/接收数据包错误次数；PHY芯片4003连接状态记录当前网线连接状态，网线接入为1，无网络连接为0。
主站时钟1024可与第三方从站设备的时钟同步；外部CPU通过GPMC总线，可设定主站处理模块发送PDO数据包的周期，写入到主站时钟1024寄存器中；到达PDO数据包周期到时，主站时钟1024触发主站处理模块发送一包PDO数据。
其中，从站部分包括：从站处理模块1010、从站时钟1014、从站发送缓存1011、从站接收缓存1013和从站状态寄存器1012。
具体的，从站处理模块1010与PHY(网络驱动)芯片3005、网络隔离变压器3003、EtherCAT总线接口3001构成一体网络控制器100的从站输入物理链路，接收第三方EtherCAT主站发送的数据帧。
从站处理模块1010与外部的PHY芯片3006、网络隔离变压器3004、EtherCAT总线接口3002构成一体网络控制器100的从站输出物理链路，将第三方EtherCAT主站发送的数据帧转发至下一级从站设备。
从站处理模块1010将第三方EtherCAT主站发送的数据帧中符合本控制器地址的数据包压入到接收缓存(FIFO)中，每一包完整的数据包压入到接收缓存(FIFO)时，状态寄存器中的接收缓存(FIFO)计数器+1；外部CPU通过GPMC总线获取从站接收缓存(FIFO)状态信息，获取当前接收缓存(FIFO)中数据包的数量；当接收缓存(FIFO)计数器大于1时，外部CPU通过GPMC总线读走数据包，每读出一包数据，接收缓存计数器-1，直到接收缓存计数器值为0，CPU停止读操作。
外部CPU通过GPMC总线，将需要经从站发送到第三方主站的数据写入从站发送缓存1011，每写入一包数据，状态寄存器中的发送缓存(FIFO)计数器+1；当发送缓存(FIFO)计数器大于10时，表示发送缓存(FIFO)已经写满，CPU停止写操作；从站处理模块读出发送缓存1011的数据包，插入到经由接收物理链路(3001,、3003、3005)输入的主站数据包中，再由从站发送物理链路(3006、3004、3002)转发到下一级从站。
从站时钟1014实现与第三方主站、各EtherCAT从站的时钟同步。
从站状态寄存器1012包括发送缓存计数器、接收缓存计数器、错误计数器、PHY芯片3005和3006连接状态；其中发送缓存计数器记录当前发送缓存中的数据包个数，CPU写入一个数据包，该计数器+1，从站处理模块每读走一个数据包，该计数器-1；接收缓存计数器记录当前接收缓存中的数据包个数，CPU读走一个数据包，该计数器-1，从站处理模块每写入一个数据包，该计数器+1；错误计数器记录当前从站处理模块发送/接收数据包错误次数；PHY芯片3005和3006连接状态记录当前网线连接状态，网线接入为1，无网络连接为0。
其中，GPMC总线包括：译码器1031、16bit单向地址总线、16bit双向数据总线、GPMC总线控制信号、中断仲裁控制器1032；其中GPMC总线控制信号包括片选信号nCS、写信号nWE、读信号nOE，低电平有效。
具体的，外部CPU通过GPMC总线读写控制主从站混合工业网桥控制器各单元模块；中断仲裁控制器1032将使能、屏蔽主从站混合工业网桥控制器向CPU产生的中断信号。
译码器1031将外部CPU发送的16bit地址进行译码，控制CPU分别读、写控制从站发送缓存、从站接收缓存、从站状态寄存器、从站时钟、主站发送缓存、主站接收缓存、主站状态寄存器和主站时钟，具体地址如表1：
| 功能 | 地址 |
| 从站发送缓存 | 0x0000～0x0fff |
| 从站接收缓存 | 0x1000～0x1fff |
| 从站状态寄存器 | 0x2000～0x2fff |
| 从站时钟 | 0x3000～0x3fff |
| 主站发送缓存 | 0x4000～0x4fff |
| 主站接收缓存 | 0x5000～0x5fff |
| 主站状态寄存器 | 0x6000～0x6fff |
| 主站时钟 | 0x7000～0x7fff |
表1地址译码
需要说明的是，在上文中描述的注入计数器次数、地址位分配等涉及到的具体数值仅仅只是个别示例，而非全部可选数据，在实际应用时，还可根据实际情况进行设置和调整。
可见，在本方法中，基于FPGA所构建的网桥控制器，由于FPGA具有并行特点，因此，该网桥控制器还具有硬实时特性以及并行能力，如此在对工业总线进行控制时，能够保障了数据收发的实时性，可减少对CPU以及操作系统的依赖，且还能够同时作为第三方主站设备的从设备，以及第三发从站设备的主设备。也就是说，该网桥控制器能够连通第三方主站设备与第三方从站设备，且网桥控制器能够同时作为主站也可作为从站。通过串接两个或两个以上的网桥控制器还可改变第三方主站设备与第三方从站设备之间的连接拓扑接口，可将现有的单一的线性通信，以网桥控制器为连接节点，构建出树形结构的网络拓扑，提高了网络拓扑结构的灵活性，降低了网络的负荷，提高所构建的网络系统的可靠性、实时性。
实施例三：
相应于上述方法以及设备实施例，在本申请中还提供了一种基于主从一体站网桥控制器的控制系统。具体的，请参考图4，图4为本申请实施例中一种基于主从一体站网桥控制器的控制系统的网络拓扑图，该系统包括：
一个或多个实施例二所提供的网桥控制器，一个第三方主站设备，一个或多个第三方从站设备和用于控制网桥控制器的外部CPU；
第三方主站设备与网桥控制器中的从站部分相连，第三方从站设备与网桥控制器中的主站部分通信连接；外部CPU通过GPMC总线与主站部分或从站部分通信连接。
具体的，一个第三方EtherCAT主站设备可以通过EtherCAT总线串联一个或者多个网桥控制器构成的主从站混合系统；而每一网桥控制器则可串联一个或者多个第三方EtherCAT从站设备，从而改变系统的网络拓扑。
本实施例中，第三方EtherCAT主站设备扩展从站设备有了更大灵活性，减少了网络的负荷、提高了网络拓补结构的灵活性，有效提升了数据帧收发的效率及稳定性。且，网桥控制器串联一个或者多个第三方EtherCAT从站设备，由于采用基于FPGA的硬实时控制策略，大大降低了CPU的处理压力，并且通过在FPGA中实现时钟同步，保证了主站数据帧收发的实时性，降低了对操作系统、CPU性能的依赖。
实施例四：
相应于上面的方法实施例，本申请实施例还提供了一种可读存储介质，下文描述的一种可读存储介质与上文描述的一种EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法可相互对应参照。
一种可读存储介质，可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例的EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法的步骤。
该可读存储介质具体可以为U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的可读存储介质。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
Claims (9)
1.一种EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法，其特征在于，应用于基于FPGA构建的EtherCAT主从站一体网桥控制器中，所述EtherCAT主从站一体网桥控制器包括主站部分、从站部分和GPMC总线，所述网桥控制器控制方法，包括；
所述主站部分通过GPMC总线获取外部CPU中待发送的第一数据，并将所述第一数据发送给第三方从站设备；
所述主站部分接收所述第三方从站发送的第二数据，并将所述第二数据反馈给所述外部CPU；
所述从站部分通过GPMC总线获取外部CPU中待发送的第三数据，并将所述第三数据发送给第三方主站设备；
所述从站部分接收所述第三方主站设备发送的第四数据，并将所述第四数据反馈给所述外部CPU；
其中，所述主站部分为相对于第三方从站设备，在FPGA构建的网桥控制器中的虚拟主站；所述第三方从站设备为所述网桥控制器之外的其他网桥控制器或EtherCAT从站设备；
其中，所述主站部分包括主站发送缓存和主站时钟，所述主站部分通过GPMC总线获取外部CPU中待发送的第一数据，并将所述第一数据发送给第三方从站设备，包括：
获取所述第一数据，并将所述第一数据存入所述主站发送缓存中，并基于所述主站时钟定时发送所述第一数据给所述第三方从站设备。
2.根据权利要求1所述的EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法，其特征在于，所述主站部分包括主站接收缓存；所述主站部分接收所述第三方从站发送的第二数据，并将所述第二数据反馈给所述外部CPU，包括：
接收所述第二数据，并将所述第二数据存入所述主站接收缓存中，以便所述外部CPU读取所述第二数据。
3.根据权利要求1所述的EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法，其特征在于，所述从站部分包括从站发送缓存和从站处理模块，所述从站部分通过GPMC总线获取外部CPU中待发送的第三数据，并将所述第三数据发送给第三方主站设备，包括：
获取所述第三数据，并将所述第三数据存入所述从站发送缓存中，由所述从站处理模块插入数据包，以将所述第三数据发送给所述第三方主站设备。
4.根据权利要求1所述的EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法，其特征在于，所述从站部分包括从站接收缓存，所述从站部分接收所述第三方主站设备发送的第四数据，并将所述第四数据反馈给所述外部CPU，包括：
接收所述第四数据，并将所述第四数据缓存在所述从站接收缓存中，以便所述外部CPU读取所述第四数据。
5.一种EtherCAT主从站一体网桥控制器，其特征在于，包括：
所述网桥控制器构建于FPGA中，所述网桥控制器包括主站部分、从站部分和GPMC总线；
所述主站部分通过所述GPMC总线连接外部CPU；
所述从站部分通过所述GPMC总线连接外部CPU；
所述主站部分通过网络驱动芯片与第三方从站设备相连接；
所述从站部分通过网络驱动芯片与第三方主站设备相连接；
其中，所述主站部分为相对于第三方从站设备，在FPGA构建的网桥控制器中的虚拟主站；所述第三方从站设备为所述网桥控制器之外的其他网桥控制器或EtherCAT从站设备；
其中，所述主站部分包括主站处理模块、主站时钟、主站发送缓存、主站接收缓存、主站状态寄存器。
6.根据权利要求5所述的网桥控制器，其特征在于，所述从站部分包括：从站处理模块、从站时钟、从站发送缓存、从站接收缓存和从站状态寄存器。
7.根据权利要求5所述的网桥控制器，其特征在于，所述GPMC总线包括：译码器、单向地址总线、双向数据总线、GPMC总线控制信号、中断仲裁控制器；其中所述GPMC总线控制信号包括片选信号、写信号、读信号，低电平有效。
8.一种基于主从一体站网桥控制器的控制系统，其特征在于，包括：
至少一个如权利要求5至7任一项所述的网桥控制器，一个第三方主站设备，一个或多个第三方从站设备和用于控制所述网桥控制器的外部CPU；
所述第三方主站设备与所述网桥控制器中的所述从站部分相连，所述第三方从站设备与所述网桥控制器中的所述主站部分通信连接；所述外部CPU通过所述GPMC总线与所述主站部分或所述从站部分通信连接。
9.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述EtherCAT主从站一体网桥控制器控制方法的步骤。
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