[发明专利]一种标准以太网转NCUC现场总线协议的装置及实现方法

说明书

一种标准以太网转NCUC现场总线协议的装置及实现方式，装置包括：标准以太网接口、协议转换模块、NCUC输出接口和NCUC输入接口，实现方式包括：标准以太网接口接收计算机网口输出的标准以太网帧并发送给协议转换模块，协议转换模块对标准以太网帧进行处理并输出NCUC数据帧，通过NCUC输出接口，发送给NCUC从站，NCUC输入接口回传NCUC从站返回来的NCUC数据帧给协议转换模块，协议转换模块对NCUC数据帧进行处理并输出标准以太网帧，标准以太网接口将标准以太网帧发送给计算机网口，实现计算机与NCUC从站的数据通信。装置与通用计算机网口通过网线连接就可以实现与现有NCUC主站相同的功能，实现与NCUC从站的通信，应用于数控系统中，可促进数控系统核心单元的模块化及标准化。

技术领域

本发明涉及总线控制技术领域，具体涉及一种标准以太网转NCUC现场总线协议的实现装置及方式。

背景技术

NCUC现场总线协议是机床数控系统现场总线技术联盟专门为机床数控系统等包含运动控制的工业自动化控制过程制定的现场总线通信协议规范。其通过采用网络的环形回路，以主从总线访问控制方式实现强实时性、高同步性和高可靠性的以太网数据传输，保证了各站点的有序通信。现有的NCUC主站实现方式是基于CPU+FPGA+PHY的硬件架构，CPU与FPGA之间通过PCIe总线通信，整个协议的转换都在FPGA中实现。现在的这种实现方式导致数控装置需要采用专用的工业计算机，除了具有通用计算机所有的单元结构之外，还必须集成NCUC总线协议转换模块及NCUC输入输出接口单元。这使得数控装置的核心单元可替换性差、不易维护、成本高，不利于其标准化及模块化。

发明内容

鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本发明实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种标准以太网转NCUC现场总线协议的实现装置及方式，具体方案如下：

作为本发明的第一方面，提供一种标准以太网转NCUC现场总线协议的装置，其特征在于，所述装置包括标准以太网接口、协议转换模块、NCUC输出接口和NCUC输入接口，所述以太网接口、NCUC输出接口和NCUC输入接口均与协议转换模块连接；

所述标准以太网接口通过网线与计算机网口相连，用于将计算机网口输出的标准以太网帧传输给协议转换模块，或将协议转换模块输出的标准以太网帧传输给计算机网口；

所述协议转换模块用于实现标准以太网帧与NCUC数据帧之间的转换，将接收到的来自标准以太网接口的标准以太网帧转换成NCUC数据帧并通过NCUC输出接口输出给NCUC从站，或将接收到来自NCUC输入接口的NCUC数据帧转换成标准以太网帧输出给标准以太网接口；

所述NCUC输出接口及NCUC输入接口与各NCUC从站采用环形网络回路连接，NCUC输出接口用于将协议转换模块输出的NCUC数据帧传输给NCUC从站，从NCUC从站返回的NCUC数据帧经过NCUC输入接口，传输给协议转换模块；

其中，计算机网口以T1为一个周期发送标准以太网帧，所述协议转换模块在接收到第一个有效的标准以太网帧时刻开始计时，将接收到的标准以太网帧转换成NCUC数据帧，并以T2为一个周期发送NCUC数据帧至NCUC输出接口。

进一步地，所述协议转换模块通过FPGA实现，且内部包含三个RAM模块，分别为RAM1模块、RAM2模块及RAM3模块；

所述RAM1模块用于写入周期内的第一个有效标准以太网帧；

所述RAM2模块用于写入周期内的其它有效标准以太网帧，防止RAM1模块中的有效标准以太网帧未发送出去前被刷新导致数据丢失；

所述RAM3模块用于备份RAM1模块或RAM2模块中的有效标准以太网帧，以及将NCUC从站返回的NCUC数据帧写入标准以太网帧的对应位置。