SOPC在嵌入式工業(yè)以太網(wǎng)控制器中的應用

　　每個控制區(qū)域（Control Domain）包含以太網(wǎng)交換機和嵌入式的工業(yè)以太網(wǎng)控制器，以及一些變送器和執(zhí)行機構。如圖2所示。該系統(tǒng)具有如下特點:

　　圖2 設備層網(wǎng)絡結構

　　（1） 靈活性。由于控制器采用了NIOS微處理器，能夠靈活配置處理器的硬件資源，克服了接口數(shù)據(jù)傳輸速率的瓶頸，利用SOPC技術，系統(tǒng)硬件、軟件的設計和調試都十分方便。

　?。?） 可靠性?？刂葡到y(tǒng)的網(wǎng)絡拓撲采用環(huán)形架構，大大增強了骨干網(wǎng)的可靠性。在控制網(wǎng)絡層，通過劃分控制區(qū)域，分散了控制風險;而在控制區(qū)域內部采用嵌入式的工業(yè)以太網(wǎng)控制器，集中控制整個控制區(qū)域，降低了控制成本。實踐證明這種分散結合集中的控制結構是十分有效的。

　?。?） 實時性。通過劃分控制區(qū)域，各個控制區(qū)域通過交換機連入骨干網(wǎng)，而每個控制區(qū)域內的變送和執(zhí)行結構的信息都不會占用骨干網(wǎng)絡資源。這樣，每個控制區(qū)域的網(wǎng)絡負載可以降到很低的程度（5％）。提高了網(wǎng)絡的實時性。嵌入式工業(yè)以太網(wǎng)控制器的硬件和軟件設計均考慮了實時性要求，這樣在網(wǎng)絡層下進一步提升了系統(tǒng)的實時性。

　　本文對嵌入式工業(yè)以太網(wǎng)控制器進行了開發(fā)研究，提出用SOPC技術來解決控制器硬件設計中存在的接口速率瓶頸問題，提高了控制器的實時性，應用實驗結果表明該系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。