基于FPGA的控制系统高效通信架构的设计与实现

作者：张安坤; 王为民; 胡协和; 黄文君

来源：浙江大学学报(工学版), 2010, (04): 659-664.

• 集散控制系统
• 通信架构
• FPGA
• CPLD
• 热插拔
• 通道冗余 distributed control system
• communication architecture
• hot swap
• channelredundancy

为实现分布式系统高效数据传输和控制实时性要求,提出一种应用于集散控制系统的实时、高效通信架构(控制系统内部扩展总线),并且具体地给出总线接口的软硬件设计方法及总线协议的设计方法.通信架构主要由可编程逻辑阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)及ARM7嵌入式微处理器构成,在保证总线高速传输特性的基础上,实现了目标模块无冲击热插拔.在总线接口上,采用双通道和并行通信设计以提高系统的传输效率,采用通道间热冗余设计以提高总线传输的可靠性;在总线结构上,采用高效的二级缓冲和电气扩展以提高系统的可扩展性和柔性.该架构方案在控制系统原理样机上得到应用验证,结果表明具有良好的实时性和可靠性.

• 单位
  工业控制技术国家重点实验室