图1EPA通信模型示意图协议在网桥上的实现TCP/IPEPAImplementationofTCP/IPProtocolBasedonEPANetBridge(重庆邮电大学)王发茂苗海涛杨震斌WANGFa-maoMIAOHai-taoYANGZhen-bin摘要:分析了EPA网桥原理;参照EPA系统的通信模型,通过对标准TCP/IP协议进行简化,提出了一种基于uC/OS-II的适用于EPA网桥的TCP/IP协议。通过搭建一个典型的工业网络并进行相关测试,证明这种协议的可行性。中图分类号:TP393文献标识码:AAbstract:TheprincipleofEPAnetbridgewasanalyzed;ReferringtothecommunicationmodeloftheEPAsystem,andcuttingdowntheTCP/IPprotocol,thepaperprovidedaTCP/IPprotocolbasedonuC/OS-II,applyingforEPAnetbridge.Thepracticalconstruct-ingofatypicalindustrialnetworkandthefollowingtesttestifiedthefeasibilityofthisprotocol.Keywords:EPAnetbridge,TCP/IPProtocol,uC/OS-II,ARM技术创新信规范只映射为其中的物理层和数据链路层;网络层和传输层,目前以TCP/IP协议为主;对会话层、表示层、应用层等没有作技术规定。如果只有Ethernet、TCP/IP这低四层协议规范,只能保证连接到以太网上的设备进行互连,不能保证它们之间的信息互访,因此EPA标准定义了应用层规范,以实现基于以太网和无线技术的工业测量和控制仪表与系统之间的可互操作。同时,还定义了相应的机制,实现基于以太网和无线通信的确定性通信。图1为EPA通信模型与ISO/OSI参考模型之间的关系图。EPA通信模型参照ISO/OSI通信参考模型,取其物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层,并在应用层之上增加用户层,在网络层和MAC层之间增EPA实时通信管理接口,共构成6层结构的通信模型。引言随着互联网技术的发展与普及,Ethernet技术也得到了迅速的发展,Ethernet传输速率的提高及其交换技术的发展,给解决Ethernet通信的非确定性问题带来了希望,并使Ethernet全面应用于工业控制领域成为可能。用于工业测量与控制的EPA(Ethernetforplantautomation)系统结构和通信标准(简称"EPA标准")在这种情形下被提出来,它针对工业测量与控制系统网络通信特点,以以太网和无线技术统一管理层、监控层和现场设备层等工业企业综合自动化系统的所有网络层次,实现了各网络层次上信息的无缝集成,即所谓的"E(Ethernet)到底"。1EPA网桥EPA网络由现场设备级L1网段和监控级L2网段组成。现场设备级L1网段用于工业生产现场的各种现场设备之间以及现场设备与L2网段的连接,监控级L2网段主要用于控制室仪表、装置以及人机接口之间的连接。EPA网桥是可以组态的设备,用来在一个L1微网段与其他L1微网段或者与监控级L2网段之间进行互联。EPA网桥至少有两个通信接口,分别连接两个微网段。每个微网段通过EPA网桥与其他网段进行分隔,该微网段内EPA设备间的通信被限制在本控制区域内进行,实现通信隔离的作用。当EPA网桥需要转发报文时,检查报文中的源IP地址与目的IP地址、EPA服务标识等信息,确认是否需要转发及转发路径。因此,任何广播报文的转发也将受到控制,而不会发生采用一般交换机所出现的广播风暴。2EPA通信模型3TCP/IP协议的实现3.1硬件实现EPA网桥的硬件部分主要包括微处理器AT91R40008、以太网控制器AX88796、存储器SST39VF160三个部分。其中微处理器实现特定接口功能及执行相关控制,以太网控制器用来实现现场设备的数据信息传输,微处理器通过外部总线接口(E-BI)来和外部的存储器进行数据交换,存储器中保存了协议的实现所必须的相关代码。从ISO/OSI开放系统互连参考模型来看以太网和无线通王发茂:硕士研究生基金项目:国家863项目(2006AA040301)邮局订阅号元年嵌入式系统应用中文核心期刊《微计算机信息》(嵌入式与SOC)2008年第24卷第6-2期TCP/IP协议网络层、传输层和应用层由微处理器来处理,实现与以太网的各种数据报文的交换,控制报文的产生、应答,及相应的打包、拆包等过程,同时完成相应的指令执行等功能。TCP/IP协议物理层、链路层部分由以太网控制器完成,通过网络隔离器HR61H50L以及RJ45直接连到以太网上。在EPA网桥中选用两片以太网控制器芯片来进行数据转发,以太网控制器接收数据的控制采用中断方式进行。3.2uC/OS-II操作系统TCP/IP协议的特点决定了它...