[发明专利]一种现场总线网关及其协议转换方法

权利要求书

1.一种现场总线网关，其特征在于，包括分别基于一个中央处理器CPU实现的主站应用层模块与从站应用层模块，以及基于现场可编程门阵列FPGA实现的主站逻辑转换模块和从站逻辑转换模块，其中：

所述主站应用层模块通过第一共享缓冲区与所述主站逻辑转换模块交互数据，通过第二共享缓冲区与所述从站应用层模块交互数据，用于实现现场总线主站应用层通信协议，所述第二共享缓冲区用于填充有效输入数据标志，所述有效输入数据标志代表网关主站侧已经有有效的输入数据传输给网关从站侧；

所述从站应用层模块通过第三共享缓冲区与所述从站逻辑转换模块交互数据，用于实现现场总线从站应用层通信协议；

所述主站逻辑转换模块通过总线与外部的从站相连接，用于实现现场总线主站物理层及数据链路层通信协议；

所述从站逻辑转换模块通过总线与外部的主站相连接，用于实现现场总线从站物理层及数据链路层通信协议。

2.根据权利要求1所述的现场总线网关，其特征在于，

所述主站应用层模块包括用于实现PROFIBUS-DP总线主站应用层协议的主站协议应用层单元，以及用于实现PROFIBUS-DP总线主站协议栈的主站协议栈单元；

所述从站应用层模块包括用于实现PROFIBUS-DP总线从站应用层协议的从站协议应用层单元，以及用于实现PROFIBUS-DP总线从站协议栈的从站协议栈单元。

3.根据权利要求1所述的现场总线网关，其特征在于，

所述主站应用层模块，具体用于：接收所述从站应用层模块下发的参数配置集信息并进行解析，将解析出的总线参数和从站配置参数集指针填充至第一共享缓冲区的从站信息列表中；控制所述从站应用层模块与所述主站逻辑转换模块之间的周期数据和诊断数据的交互以及非周期通信的处理；

所述从站应用层模块，具体用于：下发参数配置集信息至所述主站应用层模块，接收并处理所述从站逻辑转换模块发送的中断信号，解析请求消息、填充应答消息，处理与所述主站应用层模块之间的邮箱任务；

所述主站逻辑转换模块，具体用于：对PROFIBUS主站协议栈运行状态机进行跳转及维护，作为PROFIBUS主站串行链路收发器，对所述主站应用层模块的协议数据进行解析拆包及组包，根据解析结果维护与所述主站应用层模块共享的从站信息列表，执行所述从站应用层模块与所述主站逻辑转换模块之间的周期数据和诊断数据的拷贝；

所述从站逻辑转换模块，具体用于：对PROFIBUS从站的链路层状态机进行跳转及维护，作为PROFIBUS从站串行链路收发器，对所述从站应用层模块的协议数据进行解析拆包及组包，执行所述从站应用层模块与所述从站逻辑转换模块之间的请求数据和应答数据的拷贝，将请求数据填充至第三共享缓冲区，产生中断信号并发送至所述从站应用层模块。

4.根据权利要求1所述的现场总线网关，其特征在于，所述从站应用层模块包括应用层任务处理器、从站侧配置参数解析器、第二数据拷贝器、第二中断处理器、第二非周期任务处理器，其中：

应用层任务处理器，用于对所述主站应用层模块进行任务消息的填充，并对所述主站应用层模块的应答消息进行处理；

从站侧配置参数解析器，用于对通过PROFIBUS协议传输所得的参数配置集信息进行解析及管理；

第二数据拷贝器，用于控制与所述主站应用层模块之间的数据拷贝；

第二中断处理器，用于对所述从站逻辑转换模块接收到的请求任务进行解析及处理；

第二非周期任务处理器，用于对所述从站逻辑转换模块接收到的非周期任务进行处理，并触发所述从站应用层模块与所述主站应用层模块之间进行非周期任务交互。

5.根据权利要求4所述的现场总线网关，其特征在于，

所述从站侧配置参数解析器通过解析PROFIBUS参数化传输过程中的用户参数区域得到所述参数配置集信息。