文档介绍：专题论述
TOPICAL DISCUSS
核数据采集系统中的以太网控制模块
■清华大学薛涛邵贝贝
介绍清华同方核数据采集系统中的以太网控制模块的硬件、软件设计,以及以太网控制
摘要模块的发展和未来。该模块是基于位高性能的微处理器设计的,运行嵌入式操
作系统, 完成基于以太网的数据采集任务。
关键词以太网控制模块嵌入式操作系统
清华同方公司的核数据采集系统中的数据收集和发器和以太网通信芯片为核心的,如图所示。
送的通信控制模块,以前是基于总线设计开发的,
时钟
电源 BDM调试接口 UART1
也有效可靠地完成了以前的数据采集任务,在威视集装 45MHz、25MHz、
5V、、 26脚IDC MAX3232
箱检测系统中发挥了应有的作用。但是随着前端数据量 48MHz
的急剧增加, 总线的许多缺点,大大限制了系统的
10M/100Mbps ColdFire 5307 UART2
通信能力,同时以往的位处理模块也无法胜任大量数以太网控制器1 32位微处理器 MAX3232
ASIX88796L
据的缓存和发送任务。因此,我们为同方核数据采集系 45MHz外部总线
90MHz内部总线 RTC
统设计了以太网接口的位嵌入式控制模块, 10M/100Mbps 75MIPS PCF8563
以太网控制器2
成功地完成了系统中高速通信控制功能。 ASIX88796L
以太网与总线的对比 4MB Flash 16MB CPLD
ROM SDRAM EPM7128A
以太网接口相比总线接口,在数据传
输速度、传输距离、软件可靠性、控制软件开发的难度, 图模块硬件架构
及以后的可扩展性等各个方面,都有很大的优势,具体

如表所列。因此,在通信能力要求较高的系统中采用
系列微处理器是公司面向嵌入式
以太网替代总线的优势是显然的。
工业控制系统的高性能位微处理器。它具有很好的
以太网控制模块的硬件架构位架构,是公司延续产品线的替代产
以太网控制模块的硬件设计比较复杂,包品,继承了系列优秀的指令集设计和架构的
括的外设也比较多,不过主要是以微处理优点,并融入了架构的优点,在速度和架构之间
得到很好的平衡,非常适合
表以太网与总线的对比于工业现场控制。
CAN 总线 100Mbps 以太网是家族
速度/Mbps 最大为 2 30
的第代产品,除了内部的
传输距离常用为 1km 可以通过 Hub,无限级联
使用 CAN 卡附带的驱动和函数位微处理器以外,还带有一
通过标准的以太网控制器 PCI 卡来和数据
软件可靠性和 CAN 卡通信,软件依赖于
采集系统连接,其可靠性已经由网卡保证个算术累加单元,用于完成
CAN 卡的性能
直接使用 Windows 提供的 API 函数和网卡数字信号处理系统中常用的
需要熟悉不同 CAN 卡的驱动和
控制软件开发的难度通信,软件可靠而且有很多实用参考的代
读写函数,没有一致性累加和累乘等常见数字信号
码可以利用
处理算法等。微处理
可以扩充到 1Gbps 或者更高的以太网速
CAN 卡的速度已经成为数据采