[发明专利]一种具有时间确定性的FF现场总线交换机

权利要求书

1.一种具有时间确定性的FF现场总线交换机，其特征在于，包含以下模块：数据收发模块、VID映射模块、封包解包模块、TSN接口模块、AXI4接口模块；其中：

所述数据收发模块还包括总线接收模块、总线发送模块、接收FIFO模块、发送FIFO模块；所述总线接收模块实现FF数据接收时序和CRC校验功能，将从总线接收接口收到的总线数据存到接收FIFO中；FF数据发送模块实现发送时序和CRC校验码计算功能，将由发送FIFO传过来的总线数据发给FF总线端口；

所述的VID映射模块内包括VID映射表，VID映射电路，多路选择电路，其中VID映射表需要CPU通过AXI4接口模块配置到VID映射模块内；对于上行数据，即FF现场总线网络-FF现场总线交换机-TSN交换机，VID映射模块接收来自接收FIFO的总线数据，根据不同端口和VID映射表和优先级映射表，将端口对应的VID值和优先级域附加到FF总线数据中，附加位置是总线数据最前端，然后再将已附加VID值和优先级域的总线数据发送给封包解包模块；对于下行数据，即上位机-TSN交换机-FF总线网络，VID映射模块接收来自封包解包模块的总线数据，此总线数据最前端带有12bits VID信息，VID映射模块根据VID值，对比VID映射表，将VID值去掉后的FF总线数据传送到相对应的发送FIFO中；

所述封包解包模块对于上行数据，即FF总线网络-FF现场总线交换机-TSN交换机，封包解包模块从VID映射模块接收到带有VID值的数据后，在此数据帧的基础上添加以太网帧头帧尾；对于下行数据，即上位机-交换机设备-FF总线网络，封包解包模块从TSN接口模块收到带有VLAN Tag的以太网帧，封包解包模块将以太网帧头和帧尾信息去掉，仅保留12bits的VID值和总线数据；

所述AXI4接口模块将实现AXI4 lite协议，其中包含2个32位宽的AXI4 lite寄存器，用于缓存CPU传给FF现场总线交换机IP的配置信息；

所述TSN接口模块将实现符合IEEE 802.3标准的GMII接口时序，功能是封装成以太网帧格式的总线数据通过TSN接口模块与TSN交换机进行传输。

2.如权利要求1所述的具有时间确定性的FF现场总线交换机，其特征在于，所述AXI4接口模块配置信息如下：VLAN Tag中的优先级表、VLAN Tag中的各端口VID值，端口需要的奇偶校验配置信息、波特率配置信息。

3.如权利要求1所述的具有时间确定性的FF现场总线交换机，其特征在于，接收FIFO模块和发送FIFO模块采用异步FIFO实现，异步FIFO是基于双口RAM设计的。

4.如权利要求1所述的具有时间确定性的FF现场总线交换机，其特征在于，所述封包解包模块只需要再添加VLAN Tag中的TPID、优先级域以及典型格式指示符，优先级域的优先值需要根据CPU通过AXI4接口模块配置的优先级映射表来添加。