基于EPA的技术开发：现场总线及应用

2023-11-22 理论教育版权反馈

【摘要】：EPA设备软件结构基本是依照EPA的通信协议模型。图10-20 EPA开发平台双CPU模式4.基于EPA芯片的EPA智能设备开发采用带有EPA标准协议的软芯片，通过串行接口，进行交互的开发方式开发EPA仪表，通过事先规定的通信协议，完成EPA协议中的基本服务，从而快捷、方便地开发出EPA标准仪表。3）EPA工具软件包。

1.概述

EPA现场设备的开发主要包括EPA硬件开发和软件开发。

EPA设备软件结构基本是依照EPA的通信协议模型。

2.EPA开发平台

EPA开发平台是基于EPA标准的通信模块以及仪表开发通用平台，是一个封装了EPA通信协议栈的以太网通信接口模块。该平台实现了EPA确定性通信调度、PTP精确时钟同步、EPA系统管理实体、EPA套接字映射和EPA应用访问实体等功能，并提供与用户功能块进程交互的硬件接口和软件接口，可供各厂家进行二次开发。

EPA现场设备的开发，只要在EPA开发平台的基础上，完成用户层的开发，即开发与平台硬件接口的通信协议，实现与开发平台的通信，完成与用户功能块应用进程的交互，即可完成EPA现场设备的开发。

EPA开发平台有两种开发模式，分别为单CPU模式和双CPU模式。在单CPU开发模式中，用户程序与EPA通信协议栈程序运行在一个CPU上。EPA开发平台实现了EPA通信协议栈的功能，但需要在EPA开发平台的基础上开发用户应用程序，来构成一个完整的EPA现场设备。单CPU开发模式下的EPA开发平台结构如图10-16所示。

在双CPU开发模式中，EPA开发平台是一个完整的程序，不需要用户再次开发，在EPA开发平台中集成了EPA通信协议栈以及自定义通信交互协议和用户功能块应用进程的模块化功能。由自定义交互协议可实现用户功能块应用进程的使用以及用户数据的交互。对EPA产品的开发，只需要在另外一个CPU上实现自定义通信交互协议，由此实现用户功能块数据的交互，即可完成EPA产品的开发。双CPU开发模式下的EPA开发平台结构如图10-17所示。

图10-16 单CPU开发模式下的EPA开发平台结构

图10-17 双CPU开发模式下的EPA开发平台结构

3.串行接口EPA开发平台

在串行接口EPA开发平台中，硬件接口包含一个网络接口、一个串行接口以及部分GPIO接口，基于串行接口的EPA开发平台如图10-18所示。

基于串行接口EPA开发平台有两类开发模式，分为单CPU模式和双CPU模式。

在单CPU模式中，由GPIO接口模拟SPI、I²C接口完成对A-D、D-A等外围I/O模块的访问，开发平台直接作为过程控制的控制器使用，以实现用户应用程序的功能。该模式中不需要有自定义通信交互协议，而用户功能块应用进程也直接在EPA开发平台中运行。EPA开发平台单CPU模式如图10-19所示。

图10-18 基于串行接口的EPA开发平台

(www.chuimin.cn)

图10-19 EPA开发平台单CPU模式

在双CPU模式中，用户CPU需要实现串行接口通信协议与EPA开发平台进行交互，完成用户功能块应用进程的运行，实现EPA现场设备的开发。EPA开发平台双CPU模式如图10-20所示。

图10-20 EPA开发平台双CPU模式

4.基于EPA芯片的EPA智能设备开发

采用带有EPA标准协议的软芯片，通过串行接口，进行交互的开发方式开发EPA仪表，通过事先规定的通信协议，完成EPA协议中的基本服务，从而快捷、方便地开发出EPA标准仪表。

EPA软芯片开发原理结构图如图10-21所示，其通过接插件的形式从用户板获取相关信息。

MCU采用Luminary公司的LM3S8962，该芯片采用ARM®Cortex TM-M3 v7M构架，内含64KB单周期访问SRAM、256KB单周期FLASH、10/100M以太网收发器、同步串口接口（SSI）、CAN、UART和I²C等，将其中SSI、CAN、UART、I²C和10M/100M以太网引出，引出脚均加SRV05-4进行防护，10M/100M以太网增加网络变压器HY60168T进行隔离，隔离电压为1500V。