基于FPGA的LON网络高速智能节点的设计

3.2 高速智能节点的软件设计

软件设计包括：数据采集和控制。

1） 数据采集软件设计

数据采集当上位机发出采集数据指令后，通过网络变量送到相应的节点，然后控制外部传感器执行相应的数据采集指令，并将采集到的数据经 A/D 转换送到神经元芯片，再经过网络变量传递，经 LNS DDE 动态数据连接传递给监控软件，并进行图形化显示给操作者。这一流程可以不断循环进行，直到满足所有条件为止。这一部分的总体流程如图4所示


图4 采集程序的软件流程图

数据采集部分核心软件：本部分的主要功能是将采集到的模拟信号通过电平转换、滤波及多路开关后分成 8 路信号，再进行 A/D 转换变成数字量，经过加工处理后，送至网络数据库，自动改写其中的网络变量的值。      

2）控制软件设计

控制软件主要是负责对底层设备的控制。当控制中心在监控软件下发出控制指令，经DDE 传递给 LonWorks 网络，通过网络变量送到对应的节点，在经过 D/A转换，底层设备接收后开始数据采集，然后进行检测是否有下一个控制指令。这一流程也是可不断循环直到满足所有条件为止。这一部分的总体流程如图5所示。


图5 控制程序的软件流程图

3.3 实验结果

输入一正弦波，周期为1s，得到如图6示结果：



图6 实验结果

4 结束语

本设计成功的实现了利用FPGA芯片作为LON网络智能节点的主处理器，并且采用双口RAM实现了主处理器与NEURON芯片之间的数据传递。本系统适合大多数数据采集场合，能达到通用和高速的目的。

采用FPGA进行设计可缩短开发生产周期，而且现场灵活性好，它不但包括了MCU这一特点，而且可触及硅片电路的物理界限，并兼有串、并行工作方式，高速、高可靠性以及宽口径适用性等诸多方面的特点。因此，利用基于FPGA的LON网络的高速智能节点的设计具有一定的实际意义和价值。