设计应用

基于IEC 1158标准的现场总线芯片设计

作者：张立国1，刘 强1，严 伟2，李福昆1，吴鹏飞2，王 博2
发布日期：2022-04-02
来源：2022年电子技术应用第4期

0 引言

    现场总线(Field bus)是一种工业数据总线，主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题[1-6]。

    IEC 1158标准定义的现场总线通信模型由物理层、数据链路层、应用层、用户层四部分构成[7]。其中，物理层负责数据传输并可为现场设备供电，总线数据采用曼彻斯特编码技术进行编码[8-15]。本文所设计的现场总线芯片主要实现物理层功能以及部分数据链路层功能，实现现场设备与总线连接。并内置AXI4总线接口，实现与CPU高速、安全的数据交互。

    目前已有的符合IEC1158标准的现场总线芯片有中科博微的FBC0409、美国Smar公司的FB3050、日本Yamaha公司的YTZ420等。但上述芯片均不具备协议扩展能力，仅能应用于符合IEC 1158标准的特定现场总线系统中，应用领域单一。且由于与CPU交互时均使用私有协议，导致通用性较差。此外，受私有协议带宽限制，以及这些私有协议不具备突发传输能力，导致芯片与CPU进行数据交互的时延较大。




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作者信息：

张立国1，刘  强1，严  伟2，李福昆1，吴鹏飞2，王  博2

(1.燕山大学 电气工程学院，河北 秦皇岛066000；2.北京大学 软件与微电子学院，北京100871)




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现场总线 IEC1158 芯片设计

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