利索能及
我要发布
收藏
专利号: 201610318548X
申请人: 西南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种工业以太网的通信网络的动态重构方法,其特征在于:包括

a.区域划分,将FPGA划分为静态区域和重构区域;

b.重构辨识,通过所述静态区域对当前网络中的通信协议进行检测识别;

c.重构配置,配置FPGA的模式,选择扩展的外部存储器,存放动态配置文件,建立动态配置文件资源库;进行重构时,静态区域通过存储器控制模块与扩展外部存储器进行数据交互,获得重构的动态配置文件;

d.重构规划,根据重构辨识结果,进行协议映射,产生协议标志,若该协议标志与设备中的协议不一致,则发起重构请求,同时发送重构时钟信号,重构主机确认重构控制模块准备完成后,开始从外部存储器中读取第一个数据,并在之后每个重构时钟周期下降沿到来之前,依次读取数据,重复上述步骤直至重构完成;

e.重构评估,根据主站设备是否能与重构设备建立通信,对本次重构结果进行评估,判断重构结果是否满足系统需求。

2.根据权利要求1所述的工业以太网的通信网络的动态重构方法,其特征在于:所述静态区域包括检测模块,用于检测并识别当前网络中的通信协议;

重构控制模块,用于重构控制和CRC校检;

重构主机模块,用于与外部存储器通信、发起重构请求以及对重构区域的重新配置;

协议物理层驱动模块,对物理层接口的接口信号进行连接及处理;

协议应用层实现模块,用于实现CANOPEN通信协定。

3.根据权利要求2所述的工业以太网的通信网络的动态重构方法,其特征在于:步骤b具体包括s1.从站设备通过物理层接口的接收数据有效信号上升沿,判断通信帧的开始,接收数据有效信号由低电平变为高电平时,激活计数器;

s2.建立数据缓存区,将物理层接口的连续两个四位接收数据拼接成一个字节数据,所述数据缓存区在每个系统时钟周期输出一个字节数据。

s3.通过激活的计数器对每个系统时钟周期进行累加计数,对输出端的字节值按规约的对应协议类型进行标识,然后对UDP端口号字段进行标识。

4.根据权利要求2所述的工业以太网的通信网络的动态重构方法,其特征在于:步骤c中,所述静态区域通过存储器控制模块与外部存储器之间进行数据通信,所述外部存储器存储有重构区域的配置文件,重构主机模块向外部存储器发送读取命令,同时将读取起始地址发送至存储器,所述外部存储器将数据按照重构时钟周期节拍传送至存储器控制块,然后通过重构主机模块存放至重构控制模块的数据总线。

5.根据权利要求2所述的工业以太网的通信网络的动态重构方法,其特征在于:步骤d中,通过重构完成信号判断重构过程是否完成,当重构完成信号由高电平变成低电平时,表示重构过程完成。

6.根据权利要求4所述的工业以太网的通信网络的动态重构方法,其特征在于:所述重构规划中,当通过重构控制模块发起重构请求时,冻结重构区域的局部输入信号,使重构区域的所有局部输入信号相同。

7.根据权利要求5所述的工业以太网的通信网络的动态重构方法,其特征在于:步骤d中,当重构过程发生错误时,所述重构控制模块向重构主机模块发送重构错误信号,重构主机模块解除重构请求信号,错误信号保持二十个重构时钟周期,当错误信号由高电平变成低电平,重新发起重构请求信号;

当重构请求信号解除后,所述重构控制模块向重构主机输出局部复位信号,将重构区域复位。

8.一种工业以太网的通信网络的动态重构系统,其特征在于:包括将FPGA划分为静态区域和重构区域,所述静态区域包括检测模块,用于检测并识别当前网络中的通信协议;

重构控制模块,用于重构控制和CRC校检;

重构主机模块,用于与外部存储器通信、发起重构请求以及对重构区域的重新配置;

协议物理层驱动模块,用于对物理层接口的接口信号进行连接及处理;

协议应用层实现模块,用于实现CANOPEN通信协定;

所述重构区域包括重构模块,所述重构模块用于以EtherCAT和Powerlink从站IP核构建数据链路层;

将FPGA划分为静态区域和重构区域;通过所述静态区域对当前网络中的通信协议进行检测识别;配置FPGA的模式,选择扩展的外部存储器,存放动态配置文件,建立动态配置文件资源库;进行重构时,静态区域通过存储器控制模块与扩展外部存储器进行数据交互,获得重构的动态配置文件;根据重构辨识结果,进行协议映射,产生协议标志,若该协议标志与设备中的协议不一致,则发起重构请求,同时发送重构时钟信号,重构主机模块确认重构控制模块准备完成后,开始从外部存储器中读取第一个数据,并在之后每个重构时钟周期下降沿到来之前,依次读取数据,重复上述步骤直至重构完成;根据主站设备是否能与重构设备建立通信,对本次重构结果进行评估,判断重构结果是否满足系统需求。