现场总线（第三讲）.ppt

现场总线控制系统;本讲内容提要; LonWorks技术概述;Sensor Bus;三个层次的现场总线示例 ;典型LonWorks节点基本组成; LonTalk协议;开放式控制网络;1 　LonWorks技术概述;1.2 LonTalk协议 ;OSI层 ;LonTalk寻址体系;网络地址可以有3层结构： 域（Domain）、子网（Subnet）和节点（Node） ;1.3 LonWorks产品;收发器类型 ;（2）LonWorks设备组成 ;（3）路由器;（4）开发工具;（5）网络接口、WEB服务器;用Web浏览器访Lon网; i.Lon100 ; 提供LonWorks信道与IP信道的连接，实现远程组网配置，远程监控。 ;（6）网络工具;2 神经元芯片硬件结构;;2.1.1 Neuron芯片内部结构; CPU-1: 是媒体访问CPU，主要处理LonTalk 7层协议栈中第一和第二层。包括驱动通信子系统硬件以及执行MAC算法。CPU-1和CPU-2通过共享内存中网络缓冲区通信。 CPU-2: 网络处理CPU，实现LonTalk 协议栈的3-6层。处理网络变量、寻址、事务处理、权限认证、背景诊断、软件定时器和网络管理。CPU-2用网络缓冲区和CPU-1通信，CPU-2用应用缓冲区和CPU3通信。; CPU-3: 是应用CPU。它运行用户编写的代码和应用代码调用的操作系统命令。编程语言是Neuron C。 （1）每个CPU有各自的寄存器设置，但它们可共享数据、ALU的地址以及存储区访问电路。 （2）三个CPU的最小周期分别间隔一个系统周期，以便在每个最小周期，各个CPU可以访问存储器和ALU各一次。 （3）系统对三个CPU采用了管道技术，在不影响性能的情况下，大大减少了硬件的需求。三个CPU可并行工作，而不会造成耗时的中断和上下文交换。;2.1.2 管脚配置; 3120芯片引脚 ; 3150芯片引脚 ; Neuron 芯片比较 ;;芯片引脚;芯片引脚;（1）高度集成，所需外部器件较少 （2）三个8位CPU,输入时钟范围: 625kHz~10MHz （3）11条可编程I/O引脚（有34种工作方式） （4）两个16位的定时器/计数器、 15个软定时器 （5）网络通信端口:工作方式单端、差分和专用 （6）固件包括：LonTalk协议、I/O驱动程序、事件驱动 多任务调度程序 （7）服务引脚：用于远程识别和诊断 （8）每个Neuron芯片有唯一的48位的内部ID号。 （9）内置低压保护以加强对片内E2PROM的保护。 （10）通讯速率：610b/s ----1.25Mb/s;2.3 存储器; E2PROM包含固定数量的系统开销，用来存放网络映象（配置信息）、用户代码和用户数据。;2.3.2 RAM;2.3.3 ROM ;2.3.4 External Memory ;Neuron芯片内部存储器配置;3150外接存储器;;Neuron 3150 与EPROM 的连接 ;2.4 附加功能; 服务引脚电路;节点状态 ;2.4.2 睡眠/唤醒电路;;2.4.3 看门狗定时器;2.4.4 复位;;2.4.5 时钟系统;;2.5 编程模式;2.5.2? 网络变量;节点1;2.5.3 显式报文 ; chip-hosted： 运行在一个节点上的Neuron芯片，可以实现所有的应用和通信处理，其用Neruon C编程。 host-based： 用Neuron芯片作为通信处理器，而另一个处理器作为主处理器处理应用，称为基于主机的节点。用主处理器的芯片的开发编程语言编程。主机可以是一个微控制器、微处理器、pc机、工作站或任何其他的计算机。主机通过Lonworks接口和Lonworks网通讯。 Lonworks实现LonTalk协议的1-5层，将6和7层应用处理交由主处理器处理。;I/O设备;;2.7 Neuron 芯片数据结构;（２）应用映像; 在3150芯片中，应用映像通常是编程写入到外部ROM或通过网络下载到外部E2PROM或闪存中。在3120芯片中，应用映像是下载到片内E2PROM中。LonBuilder和NodeBuilder支持创建应用映像。 应用映像的数据结构包括： （1）一个固定只读结构，它的大小是独立于节点上的应用??? 。 （2）一个网络变量固定表，节点定义的每一个网络变量占一条记录 （3）可选的自识别和自编信息，描述节点和它的网络变量 。;（３）网络映像;;3 控制网络组成 ;控制网络组成部件;本讲结束