基于ARMVxWorks的多现场总线网关BSP及驱动程序研究

作为一种全数字化的现场通信网络，现场总线以其可控性强、可靠性高、开放性好等优点<'[1]>，在现代工业控制和仪器测量等领域得到了广泛的应用。然而由于历史和应用领域的原因，出现了多种现场总线并存的局面<'[2]>。在实际应用中常常需要在不同种类的现场总线间进行数据通信以及用户需要对不同种类的现场总线设备进行操作和控制。同时，工业测控系统在控制层采用现场总线技术，而在管理层采用以太网构成的企业信息网<'[3]>，工业网络的发展迫切需要与顶层信息网络融合，以实现信息共享，满足对管理控制一体化的需求。为了解决以上两个问题，本论文提出了一种基于ARM和VxWorks的多现场总线互联网关，实现多种现场总线之间、现场总线和以太网之间的数据通信和互操作，并同时为用户提供统一的访问接口。 本论文从互联网关的总体设计入手，分析了互联网关的结构设计，硬件平台特征和软件设计。在互联网关的总体结构设计部分，着重阐述了互联网关中的实时中间件层的实现原理；在硬件平台特征中，主要分析了系统从Nandflash引导的实现机制；在软件设计部分深入阐述了协议转换程序的实现方法。 互联网关的BSP和驱动程序设计是本论文的重点。在BSP设计部分，本论文结合VxWorks操作系统下BSP设计的特点和互联网关的硬件特征，提出了两阶段引导操作系统的方案：第一阶段的引导代码主要是初始化硬件并将第二阶段的引导代码搬运到SDRAM中执行，第二阶段用于实际引导VxWorks操作系统。在BSP设计的最后，本文还着重讨论了引导程序中的异常处理机制。在驱动程序部分，本文从VxWorks操作系统下I/O子系统和驱动程序的关系入手，分析了VxWorks操作系统中I/O子系统调用到驱动程序的实现过程。在此基础上，本论文结合项目源代码，详细分析串行设备、Nandflash设备、网卡和CAN控制卡驱动的实现机制和驱动函数实现过程，并在每种设备的驱动程序最后讨论了该设备驱动程序加载到操作系统中的过程。最后对本论文研究工作作了总结，并对下一步工作进行了展望。

点击标签浏览更多相关学术论文资源：