SOPC在嵌入式工业以太网控制器中的应用

　　每个控制区域（Control Domain）包含以太网交换机和嵌入式的工业以太网控制器，以及一些变送器和执行机构。如图2所示。该系统具有如下特点:

　　图2 设备层网络结构

　　（1） 灵活性。由于控制器采用了NIOS微处理器，能够灵活配置处理器的硬件资源，克服了接口数据传输速率的瓶颈，利用SOPC技术，系统硬件、软件的设计和调试都十分方便。

　　（2） 可靠性。控制系统的网络拓扑采用环形架构，大大增强了骨干网的可靠性。在控制网络层，通过划分控制区域，分散了控制风险;而在控制区域内部采用嵌入式的工业以太网控制器，集中控制整个控制区域，降低了控制成本。实践证明这种分散结合集中的控制结构是十分有效的。

　　（3） 实时性。通过划分控制区域，各个控制区域通过交换机连入骨干网，而每个控制区域内的变送和执行结构的信息都不会占用骨干网络资源。这样，每个控制区域的网络负载可以降到很低的程度（5％）。提高了网络的实时性。嵌入式工业以太网控制器的硬件和软件设计均考虑了实时性要求，这样在网络层下进一步提升了系统的实时性。

　　本文对嵌入式工业以太网控制器进行了开发研究，提出用SOPC技术来解决控制器硬件设计中存在的接口速率瓶颈问题，提高了控制器的实时性，应用实验结果表明该系统运行稳定可靠。