贺永鹏，张向前，张凯，徐莉，王诗祺

（天津电气科学研究院有限公司，天津300180）

一种基于FPGA的嵌入式实时以太网

贺永鹏，张向前，张凯，徐莉，王诗祺

（天津电气科学研究院有限公司，天津300180）

提出了一种基于FPGA的嵌入式实时以太网。通过分析国际上多种实时工业以太网的特点，针对模块化设备对内部高速通讯的需求，设计了一种简化的实时以太网协议，并通过FPGA实现，最后通过实验进行验证；协议完全基于FPGA实现，简单可靠、通讯延时小，解决了现有工业以太网应用复杂、增加成本等问题，为高性能模块化工业控制系统奠定了通讯技术基础。

实时以太网；现场可编程门阵列；嵌入式

随着工业自动化控制系统的快速发展，工业设备向着智能化、模块化的方向推进。设备的模块化使零、部件具有通用性、互换性，延长了产品的生命周期，整体上降低了产品成本，提高了产品性能。模块化的产品需要借助强有力的通讯连接，来组成一个优化的工业控制系统。

目前设备内部各模块或板卡之间数据传输多采用并行总线和串行工业总线方式，其中背板并行总线包括VME总线、PCI总线等。并行总线具有高速、高同步性的特点，但并行总线一般需要在背板上实现，且对板卡设计有较高要求。依靠背板的设计也限制了接入设备的数量和结构。

串行工业总线包括RS-485总线、CAN总线等，具有实现简单、安全可靠的特点，但串行工业总线的通讯速率一般在10M以下，只适合设备各模块间通讯速度要求不高的场合。……