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基于雙線以太網(wǎng)的Modbus TCP-MQTT協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)[通信與網(wǎng)絡(luò)][通信網(wǎng)絡(luò)]

隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,雙線以太網(wǎng)憑借其數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程供電能力、高效利用空間和節(jié)約成本的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用在工業(yè)物聯(lián)和智能制造領(lǐng)域。設(shè)計(jì)了一種雙線以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān),將雙線以太網(wǎng)Modbus TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換為MQTT協(xié)議,并將數(shù)據(jù)發(fā)送到阿里云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。首先介紹了雙線以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)使用的硬件和設(shè)計(jì)的軟件構(gòu)架,再通過(guò)搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境并部署EdgeX Foundry平臺(tái)驗(yàn)證其可行性。測(cè)試結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)雙線以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的硬件能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,雙線以太網(wǎng)網(wǎng)口在不同的帶寬和長(zhǎng)度的條件下能達(dá)到理論的傳輸速率,雙線以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的軟件能正常接收Modbus TCP數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)MQTT通信。 關(guān)鍵詞:雙線以太網(wǎng);網(wǎng)關(guān);協(xié)議轉(zhuǎn)換

發(fā)表于:2024/1/26

PCIe總線DMA高速傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[通信與網(wǎng)絡(luò)][通信網(wǎng)絡(luò)]

針對(duì)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中外設(shè)帶寬受限、有效帶寬低的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一種PCIe總線的DMA高速傳輸系統(tǒng)。以FPGA為控制核心,采用PIO操作與DMA操作分時(shí)組合的控制模式實(shí)現(xiàn)全雙工DMA讀寫通道的傳輸層協(xié)議。PIO操作配合中斷實(shí)現(xiàn)指令與狀態(tài)實(shí)時(shí)收發(fā),DMA模塊設(shè)計(jì)了一種兩段式切片的裁剪機(jī)制實(shí)現(xiàn)PCIe協(xié)議的傳輸長(zhǎng)度控制,發(fā)送模塊設(shè)計(jì)請(qǐng)求仲裁邏輯實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求事務(wù)的優(yōu)先級(jí)仲裁,接收模塊采用本地緩存TAG標(biāo)號(hào)的方法實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求回應(yīng)的實(shí)時(shí)管理并解決回應(yīng)亂序問(wèn)題。最后通過(guò)時(shí)鐘計(jì)數(shù)的方法測(cè)試傳輸速度,分析了影響讀寫傳輸速度的制約因素。經(jīng)驗(yàn)證,DMA寫操作有效帶寬已經(jīng)達(dá)到75%,非常接近80%的理論極限,DMA讀操作也達(dá)到了60%。本設(shè)計(jì)解決了高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的帶受限寬問(wèn)題,具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)表于:2024/1/26