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XPORT以太網(wǎng)接口實現(xiàn)上電自動配置的應(yīng)用

作者: 時間:2010-10-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1. 引言

  隨著世界范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的日趨成熟,工業(yè)自動控制系統(tǒng)日益采用和TCP/IP協(xié)議作為最主要的通信接口和手段。作為目前應(yīng)用最廣泛、成長最快的局域網(wǎng)技術(shù),在工業(yè)自動化領(lǐng)域得到了超乎尋常的發(fā)展?,F(xiàn)在的設(shè)計挑戰(zhàn)是在不改變原有設(shè)計且投資較少的情況下,方便快捷地實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場使用的設(shè)備與之間的連接。在我們的課題研究中,即采用了服務(wù)器策略。

  由美國Lantronix公司于2002年研發(fā)成功,它是目前最小、最完整的串行口到以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)換方案。使用了Lantronix公司的DSTni系列網(wǎng)絡(luò)芯片,10/100M的PHY,以及256KB的RAM和512KB的閃存。XPORT工作電壓為3.3V,支持TCP/IP等網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,有一個支持RS-232串行標準、速度高達230Kbps的串行端口,完全可以滿足工業(yè)現(xiàn)場通信速度的要求。它還提供一個RJ-45網(wǎng)絡(luò)端口,可以方便快捷地實現(xiàn)串行設(shè)備與以態(tài)網(wǎng)的連接,從而實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場的遠距離實時通信。本文主要討論XPORT在目標板上電自動配置參數(shù)的實現(xiàn)方法,本文中的目標板主要由 CPU芯片、XPORT元件、液晶屏及按鍵等資源組成,實現(xiàn)以太網(wǎng)的通訊和字符的輸出顯示等功能。

2. 設(shè)計思路

  2.1. XPORT參數(shù)配置方法比較

  XPORT可以使用多種方式進行參數(shù)的配置,其中主要提供了從以太網(wǎng)和設(shè)置的兩種途徑:通過以太網(wǎng)口可以使用XPORT Installer、網(wǎng)頁、Telnet等手段進行設(shè)置;通過可以使用串口登陸的方法。

  在網(wǎng)口進行設(shè)置的幾種方法中,XPORT Installer是Lantronix公司為XPORT專門提供的操作軟件,最適合第一次對XPORT進行配置或是在不明XPORT的IP地址時使用,它可以自動搜索在線上的XPORT地址列表。網(wǎng)頁和Telnet設(shè)置的方法適用于需要對其參數(shù)進行修改時使用,前提條件是必須已經(jīng)知道XPORT的IP地址。這幾種方法的共有特性是必須在主機上對XPORT進行參數(shù)設(shè)置,不能脫離主機自行配置。

  從串口進行配置的做法是通過串口登陸到XPORT的監(jiān)視模式下,通過設(shè)置信息進行配置。這樣既可以在主機通過串口登陸時配置,又能夠通過目標板CPU編程實現(xiàn),達到脫離主機上電自動配置完畢的目標。以下我們就采用這種方法在 平臺上實現(xiàn)以太網(wǎng)通訊。

  2.2. 監(jiān)視模式中設(shè)置參數(shù)的原理

  從串口進入監(jiān)視模式的方法是將XPORT元件進行復(fù)位或是重啟電源,用一秒的時間鍵入三個小寫x字符就可以進入監(jiān)視模式。但需要注意的是輸入3個x時應(yīng)該控制好輸入的時間,最簡單的方法是一直輸入x直到進入監(jiān)視模式。進入監(jiān)視模式之后,從串口會傳回一些字符標志以進入監(jiān)視模式,并且出現(xiàn)提示符,0>提示符表明成功進入監(jiān)視模式,其中提示符的含義見圖1。


圖1

  進入監(jiān)視模式得到0>提示符后,可以鍵入VS、GC等命令得到版本號和設(shè)置信息,具體的命令請參考技術(shù)手冊。如要在監(jiān)視模式中進行設(shè)置,必須有設(shè)置信息的120位數(shù)據(jù),鍵入SC按回車鍵后,將設(shè)置信息輸入即可,但新的設(shè)置需要重啟后才能夠起作用。最簡單的方法是將使用者希望設(shè)置的信息通過GC命令得到,將數(shù)據(jù)拷貝保存,并且修改其中需要更改的信息,在鍵入SC及回車后直接將希望設(shè)置的新信息復(fù)制過來。這種方法在串口設(shè)置中常用,提供的初始化設(shè)置程序也是基于這種方法的。

  設(shè)置信息包括了XPORT的主要參數(shù),因此我們需要分析設(shè)置信息的含義,以便使用者能夠根據(jù)個人的定義去實現(xiàn)。其中第一條設(shè)置信息中包括了本地IP地址、遠程IP地址、子網(wǎng)掩碼、波特率、本地端口、遠程端口及UDP/TCPIP模式等幾個重要參數(shù)。我們進行相應(yīng)配置就可以實現(xiàn)正常的通信。

3. Xport設(shè)置程序

  3.1. 程序流程

  應(yīng)用程序?qū)PORT進行設(shè)置時,采用的原理是通過串口方式進入監(jiān)視模式,由于監(jiān)視模式許多命令可以應(yīng)用,并且所有操作都是基于二進制的數(shù)字操作,所以編程相對簡單。為了方便使用者操作,我們已經(jīng)將這些操作封裝成幾個函數(shù)。

  3.2. 程序說明

  我們在程序中提供一個結(jié)構(gòu)體typedef struct XPORT,主要存儲希望設(shè)定的參數(shù)值,其中包括本地IP、遠程IP、子網(wǎng)掩碼、波特率、本地端口、遠程端口及UDP/TCPIP類型等參數(shù)。另外還定義了一個數(shù)組unsigned char setupbuf[0x12F],用來存儲設(shè)置信息的數(shù)據(jù)。

  我們封裝了幾個配置函數(shù)的原型如下:

  int init_XPORT(struct XPORT *ptr1,unsigned char *buf1) //接口函數(shù)
  void monitor (struct XPORT *ptr4,unsigned char *buf4) //進入監(jiān)視模式得到設(shè)置信息
  void setconfig(struct XPORT *ptr2,unsigned char *buf2) //設(shè)置參數(shù)函數(shù)
  int getconfig(struct XPORT *oldptr3,struct XPORT *newptr3,unsigned char *buf3) //得到設(shè)置后的數(shù)據(jù)和欲設(shè)值進行比較

  主程序和進入監(jiān)視模式的函數(shù)流程在上面已經(jīng)給出,設(shè)置參數(shù)函數(shù)只不過是把需要設(shè)置的參數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進制替換到相應(yīng)的位置即可。但需要注意校驗和計算,即將第一行數(shù)據(jù)以兩位字符方式轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù),將轉(zhuǎn)換后的十六進制數(shù)逐個相加,再用100H減去相加后的和,即為它的校驗核,如果校驗核錯誤,設(shè)置將不能成功。將程序燒入FLASH,上電后自動將XPORT參數(shù)設(shè)置完畢,在液晶屏上顯示出成功的信息,能夠進行正常的UDP數(shù)據(jù)包的收發(fā)。

4. 結(jié)論

  與通過以太網(wǎng)對XPORT元件設(shè)置相比,通過串口程序?qū)PORT元件進行設(shè)置有很多優(yōu)點。通過以太網(wǎng)方式需要使用者進行手動設(shè)置。而我們在這里提供給使用者的是一個通用的XPORT元件自動設(shè)置的程序,上電時設(shè)置程序自動啟動進入監(jiān)視模式,并且自動完成本地IP地址、遠程IP地址、子網(wǎng)掩碼、本地端口號、遠程端口號及波特率等的設(shè)置,不需要使用者手動設(shè)置。當多塊目標板需要同時連接到以太網(wǎng)時,通過串口程序?qū)PORT進行設(shè)置可以節(jié)省大量時間和人力。

  現(xiàn)在XPORT已經(jīng)被應(yīng)用于工業(yè)系統(tǒng)中,主要適用于需要以太網(wǎng)通訊但對其要求不高的情況。其主要特點為簡單易用,連接方便,并且可以依據(jù)使用者的要求定制所需的功能。但它也有一定的局限性,比如傳輸數(shù)據(jù)量大時將導(dǎo)致速度很慢,操作編程不太靈活等??偠灾?,XPORT提供了一種以太網(wǎng)連接方法,使用者應(yīng)按照個人的需求決定是否選用。



關(guān)鍵詞: XPORT 串口 以太網(wǎng) RABBIT 2000

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