基于FPGA的工业智能网关设计

作者：张椅; 张仪; 练俊君

来源：自动化仪表, 2019, 40(07): 40-46.

DOI：10.16086/j.cnki.issn1000-0380.2019030339

• FPGA
• 曼彻斯特码
• 现场总线
• 网关
• 通信网络

现场总线技术以其高度的开放性、高传输精度和可互操作性,在工业自动化领域得到了广泛应用。然而由于这种两线制通信方式所有仪表共享总线,一旦总线出现问题可能造成整个通信网络的崩溃,同时导致其传输速率低。针对现行的两线制通信的缺陷,将下层多个仪表的数据通过一个智能网关进行汇聚,网关和仪表之间采用点对点的通信方式。智能网关是一个用于现场总线系统中网络通信的中转服务设备,能够实现数据汇聚、数据分流和控制流、服务流数据传输。智能网关主要用来分担控制器的通信功能,让控制器能够更加专注于计算和控制功能,加快网络数据吞吐和通信效率;实现对多路智能仪表数据采集功能;为整个控制网络增加服务信息通信功能。智能网关由基于Xilinx ZYNQ嵌入式平台搭建而成。它集成了高性能ARM Cortex A9和可编程FPGA,能够提供软、硬件和I/O可编程功能。