引言

        基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)（ FF ）是一種全數字化、串行的、雙向的、多站點(diǎn)式的通訊系統。它以 ISO/OSI 模型為基礎，取 OSI 的物理層、數據鏈路層、應用層為 FF 通信模型的相應層次，并在應用層上增加了用戶(hù)層。 用戶(hù)層主要針對自動(dòng)化測控應用的需求，定義了用戶(hù)通訊需求， 并采用設備描述語(yǔ)言規定了通用的功能塊集。FF 總線(xiàn)包括 H1-FF 和 HSE-FF 總線(xiàn)， 前者為低速總線(xiàn)，波特率為 31.25kbps ，支持過(guò)程控制應用；后者為高速總線(xiàn)，可達 100Mbps ，用于高性能控制、子系統集成、高密度數據生成，并支持數據服務(wù)器。本文針對#新一代PDS8 壓力變送器開(kāi)發(fā)相應的 H1-FF 通信卡軟件部分。

 

1 軟件設計

        利用中科博微提供的協(xié)議�；�于 AT91SAM7 系列 MPU 進(jìn)行開(kāi)發(fā)， 采用 NUCLEUS plus 操作系統平臺。 在已經(jīng)開(kāi)發(fā)好了的底層接口和協(xié)議棧的物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò )層上，開(kāi)發(fā)其應用層。 硬件平臺同期正在開(kāi)發(fā)中，預計與軟件開(kāi)發(fā)同時(shí)完成。 儀表卡采用測控公司#新一代 PDS8 壓力變送器， 因此只需完成儀表與通信卡之間的雙 CPU 通訊、通訊卡與 FF 通訊的開(kāi)發(fā)即可。 雙卡之間采用串行通押么完成信息傳遞，由通訊卡完成與 FF 總線(xiàn)的通訊，從而使 PDS8 變送器具備總線(xiàn)現場(chǎng)儀表的基本功能。

 

1.1 開(kāi)發(fā)流程

        通訊卡軟件開(kāi)發(fā)分為固件開(kāi)發(fā)和設備描述開(kāi)發(fā)。

 

        固件開(kāi)發(fā)主要創(chuàng )建通訊卡各功能塊，并定義轉換塊結構體、視圖對象、塊參數描述表，編寫(xiě)讀寫(xiě)函數、報警函數、模式轉換函數等，然后采用某種協(xié)議與儀表卡進(jìn)行數據通訊。

 

        設備描述開(kāi)發(fā)是對設備 DD 文件和 CFF 文件的開(kāi)發(fā)， DD 文件經(jīng)過(guò)編譯后生成 .sym 和 .ffo 文件， 然后在固件開(kāi)發(fā)中添加位于 .sym 中的參數 ID 號， #后利用在線(xiàn)調試工具 NI-FBUS 對加載 CFF 文件和 sym 和 .ffo 文件進(jìn)行調試。

 

        固件開(kāi)發(fā)完成后直接燒寫(xiě)在通信卡上，連接儀表卡即可使用，而設備描述開(kāi)發(fā)多用于可視化在線(xiàn)調試時(shí)加載使用，它們之間的關(guān)系如圖 1 所示。

 

        各個(gè)階段使用的開(kāi)發(fā)工具和編譯工具不同。 固件開(kāi)發(fā)使用 Source Insight 開(kāi)發(fā)， Green Hills 編譯， JLINK下載； CFF 文件使用文本開(kāi)發(fā)、 DD 文件采用 DD Edit開(kāi)發(fā)， DD_IDE 集成環(huán)境編譯，通過(guò) NI-FBUS 加載。 按圖 1 進(jìn)行調試環(huán)境配置并調試。

 

1.2 開(kāi)發(fā)重點(diǎn)

        用戶(hù)應用程序基于協(xié)議棧實(shí)現雙 CPU 通訊和儀表與通訊卡之間的數據傳遞。 根據函數功能的不同劃分為兩部分：用戶(hù)執行函數、轉換塊執行函數。

 

1.2.1 用戶(hù)執行函數

        用戶(hù)執行程序主要任務(wù)是根據指令進(jìn)行雙 CPU通訊，其具體流程（如圖 2 所示）：

        （ 1 ）與儀表卡進(jìn)行初始化握手。

        （ 2 ）當握手成功后，分段讀取儀表參數（因為儀表參數地址不連續）。

        （ 3 ）當地衣次讀取儀表參數完成后，進(jìn)入等待狀態(tài)，同時(shí)檢測相應參數修改標志位是否改變，若改變則對參數下達修改命令進(jìn)行修改，#后讀取循環(huán)變量參數，并刷新儀表參數。

 

1.2.2 轉換塊執行函數

        轉換塊執行函數任務(wù)是對轉換塊的模式進(jìn)行計算、報警條件監測、觸發(fā)報警后發(fā)送報警以及將儀表卡參數傳遞給轉換塊等。轉換塊執行流程（如圖 3 所示）：

        （ 1 ）報警監測以及發(fā)送 OS 報警。 判斷資源塊狀態(tài)和目標模式，當觸發(fā)報警后，調用 TB_ENTER_OS 函數進(jìn)入 OS 模式，設置 BLOCK_ERR 參數為 OS ，清除報警信息并發(fā)送功能塊 OS 報警。 此時(shí)測量主值和次值狀況為 OS 狀態(tài)。

        （ 2 ）報警確認。 當 FBShell 接收到報警接收設備的報警確認后， 調用 FB_Alm_Comfirm 函數確認服務(wù)并設置報警參數。如將報警計數器減 1 ，設置報警參數的狀態(tài)為“激活 - 已經(jīng)發(fā)送”、“清除 - 已經(jīng)發(fā)送”或者“更新 - 已經(jīng)發(fā)送”。

        （ 3 ）退出 OS 報警。 當目標模式為 AUTO 模式時(shí)，功能塊退出 OS 模式，檢查靜態(tài)版本號，判斷是否需要發(fā)送事件更新報警， 并設置 BLOCK_ERR 參數清除OS 模式，將儀表參數傳遞給轉換塊參數。

 

2 下載與調試

        完成通訊卡開(kāi)發(fā)后，使用 Green Hills Multi 集成開(kāi)環(huán)境進(jìn)行編譯，然后運行 make_round_release_bin.bat腳本文件連接 FBShell 庫和操作系統庫， 生成 bin 文件，將 bin 文件通過(guò) JLink 下載至通訊卡上，#后連接儀表卡后使用在線(xiàn)組態(tài)調試工具 NI-FBUS 進(jìn)行調試。

 

3 結語(yǔ)

        經(jīng)過(guò) NI-FBUS 組態(tài)調試工具調試后，儀表卡與通訊卡之間通訊正常，并且可進(jìn)行參數讀寫(xiě)、參數傳遞、儀表地址修改、儀表校準等操作，這表明整體設計方案具有可行性。 這款 FF 壓力變送器將經(jīng)過(guò)認證進(jìn)入實(shí)際應用中。