技術領域

本發明涉及一種不同網絡總線之間的數據轉換裝置，特別是一種基于NiosII的EtherCAT以太網網關及其工作方法。

背景技術

隨著工業以太網應用的日益廣泛，用于辦公及信息自動化的以太網開始向下延伸，直接應用于現場自動化控制。

在機車控制網絡領域，隨著列車自動化和舒適度的提高，包括列車運行控制、旅客信息系統、多媒體等車載數據量急劇增加，傳統CAN、DeviceNet、PROFIBUS、WorldFIP等現場總線)逐漸顯現弊端，如傳輸速率低、通用性差等。目前，國外龐巴迪等交通設備制造商已經將以太網成功運用于動車組列車網絡控制系統。IEC標準IEC?61375-2-5Ed.1.0和IEC?61375-3-4Ed.1.0也已將以太網列為可選的標準列車通訊網絡。可見，工業以太網在機車控制領域將具有廣泛的應用前景。

EtherCAT是控制自動化以太網技術Ethernet?for?Control?Automation?Technology的縮寫，是一種適用于工業自動化的實時、高速以太網通訊協議。它有速度快、低成本、高度開放、可融入任何標準以太網設備等特點。它已經作為一種標準化的技術，被納入國際標準化的體系，IEC把它作為IEC/PAS?62407規范，ISO也將它納入ISO?15745。

Powerlink網絡與EtherCAT網絡一樣，也是廣泛應用的實時工業以太網解決方案，在列車控制網絡系統有著潛在的應用前景。但二者在應用協議上有所區別，在EtherCAT和Powerlink兩種網絡共存的情況下，不能直接進行互聯通訊，需要設計一種網關來解決這個問題。

發明內容

為解決現有技術存在的上述問題，本發明要設計一種EtherCAT以太網網關及其工作方法，從而解決了EtherCAT專用通訊網絡與廣泛使用的工業控制網絡Powerlink現場總線間的互聯問題。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種EtherCAT以太網網關，包括EtherCAT總線協議控制器、EtherCAT總線收發器、Nios?II中央控制器、Powerlink總線協議控制器、Powerlink總線收發器，所述的Nios?II中央控制器分別與EtherCAT總線協議控制器和Powerlink總線協議控制器雙向連接，所述的EtherCAT總線協議控制器經EtherCAT總線收發器與EtherCAT總線雙向連接，所述的Powerlink總線協議控制器經Powerlink總線收發器與Powerlink總線雙向連接；所述的Nios?II中央控制器包括一個32位的RISC處理器的Nios?II處理器內核。

一種EtherCAT以太網網關的工作方法，包括EtherCAT總線數據轉成Powerlink總線數據方法和Powerlink總線數據轉換成EtherCAT總線數據方法，具體包括以下步驟：

A、EtherCAT總線數據轉換成Powerlink總線數據：

A1、EtherCAT總線收發器接收EtherCAT總線的數據并發送到EtherCAT總線協議控制器；

A2、EtherCAT總線協議控制器根據EtherCAT總線通訊協議規定，接收EtherCAT數據幀；

A3、Nios?II中央控制器讀取EtherCAT總線協議控制器的EtherCAT數據，進行邏輯運算處理后，生成Powerlink數據，寫入Powerlink總線協議控制器；

A4、Powerlink總線協議控制器根據Powerlink總線通訊協議規定，讀取NiosII中央控制器寫入Powerlink總線協議控制器中的數據，經過編碼生成Powerlink數據幀；

A5、Powerlink總線收發器接收Powerlink總線協議控制器的Powerlink數據幀并發送到Powerlink總線；

B、Powerlink總線數據轉換成EtherCAT總線數據：

B1、Powerlink總線收發器接收Powerlink總線的數據并發送到Powerlink總線協議控制器；

B2、Powerlink總線協議控制器根據Powerlink總線通訊協議規定，接收Powerlink數據幀；

B3、Nios?II中央控制器讀取Powerlink總線協議控制器的Powerlink數據，進行邏輯運算處理后，生成EtherCAT數據，寫入EtherCAT總線協議控制器；