用于 Ultrascale + 的 PROFIBUS 架构：专家意见请求 [关闭]

Posted 2023-02-19

【中文标题】用于 Ultrascale + 的 PROFIBUS 架构：专家意见请求 [关闭]

【英文标题】：PROFIBUS Architecture for Ultrascale +: experts' opinion request [closed]

【发布时间】：2020-05-14 20:52:24

【问题描述】：

我正在设计基于Xilinx Ultrazed-EG SOM 的定制载板。

具体来说，Carrier（嵌入SoM）应实现特定工业网络中的PROFIBUS DP主节点。

我是这个领域的新手，不过，我的想法是在Xilix Ultrascale+ SoM 上创建 profibus 软件堆栈，然后利用类似于this document 第 90 页的原理图将 SoM 连接到DB9 连接器。

为了清楚起见，我附上下面的示意图。

具体来说，我的想法是使用 UART 端口来驱动 TXR 和 RXD 引脚，而 GPIO 用于 RTS 和 CTS 引脚。

您对上述架构有何看法？这是一种可行的方法吗？有哪些优缺点？

非常感谢您的友好回答。真诚的。

【参考方案1】：

我不会说你打算做的事情是不可能的，但我会说这将是一项巨大的努力。

我不确定您对 Profibus 的熟悉程度。与 Modbus 等其他产品不同，您会发现大量文档和代码可供使用，并且您可以在几个下午内获得一个可行的解决方案，从头开始构建您自己的 Profibus 堆栈即使对于一个团队来说也需要相当长的时间经验丰富的开发人员。

我研究 Profibus 已经有一段时间了，而快速建立有效网络的唯一捷径是使用德州仪器 (TI) 处理器。你可以看看我写的答案here。目前没有针对 Linux 的免费堆栈实现，因此您需要使用 TI RTOS。在他们的支持论坛中，他们曾多次提到他们正在开发 Linux 端口，但目前您必须为此付费（当然，如果您正在开发商业产品，这应该不是问题）。

硬件方面是最容易的部分。只要您的电路板支持 5V 逻辑（我没有检查），您就应该能够复制您从西门子发布的电路。相反，如果它在 3.3V 上工作，则只需更换光耦合器。对于测试或家庭环境，您甚至可以完全放弃光耦合器，或者只使用 MAX485，您可以在不到 1 美元的时间内在 PCB 上使用它。

另一种与 Profibus 从站网络交互的快速而肮脏的方法是显而易见的：购买商用现成的 PLC 作为主站并让您的电路板与之通信。例如，如果您将 PLC 用作 Profibus 到 Modbus 网关，您可以立即获得有效的解决方案。你甚至可以使用this之类的东西。

希望我的回答能给你一些想法。我会期待你的cmets。

【参考方案2】：

使用 FPGA 实现是一个聪明的选择。

但是，您还应该考虑您对上市时间的要求。

在实现 Profibus DP 的 FPGA 方法中，您必须开发整个 Profibus DP 堆栈或从第三方公司（如 Softing）购买。这需要时间，而且对于一个严肃的解决方案，稍后您需要 PI 认证（也很昂贵）。此外，应考虑与网络的某些市场配置器（软件）的兼容性 - 或开发您自己的配置器。

在你的硬件上，我有一些考虑：

我建议您应该使用 ISO1176(ti.com/product/ISO1176) 而不是 7ALS176SD。这是一种现代方法，ISO1176 具有非常好的电气特性。

请记住，关于物理层：PROFIBUS DP 是一种 RS-485，但 RS-485 不是 PROFIBUS DP。因此，并非所有 RS-485 收发器都适合 Profibus DP 实施。(https://www.youtube.com/watch?v=lxFeFx2A6dM)。

另一种方法是使用来自 Hilscher (https://www.hilscher.com/products/product-groups/embedded-modules/) 或 Anybus (https://www.anybus.com/products/embedded-index) 等公司的嵌入式模块。还有其他公司，但这些公司还提供与嵌入式模块兼容的配置器（您需要配置网络）。