导言
现场总线操控体系在曩昔集散操控体系的根底上适运用户对操控体系提出的敞开性的要求而诞生。敞开的具有互操作性的现场总线将网络现场的操控器及外表设备互联，构成现场总线操控体系。因为工业操控范畴现场总线技能的竞赛，构成了当今很多总线规范并存的局势。这一局势约束了用户对总线产品的挑选，一起也约束了总线技能的开展，这也使得各现场总线之间的互联和互操作成为燃眉之急。
敞开式数控体系在结构上具有互换性、伸缩性、可操作性和可移植性，其可以便利灵敏的进行裁剪、扩展和晋级。数控体系中的现场总线是数控设备、履行设备和传感器材之间通讯的体系。数控体系的敞开性必然对现场总线敞开性提出必定的要求。
数控同步现场总线(Numerical Control Synehronoas Fieldbus，NCSF)是中国科学院沈阳计算技能研究所总线实验室针对数控体系自主研制的现场总线。为真实完成数控体系的可裁剪、可扩展和可晋级，数控体系的现场总线需求兼容不同的总线产品。CAN总线作为一种牢靠的、功用完善的、本钱合理的长途网络通讯办法被广泛运用于主动化操控范畴，是国际上广泛运用的现场总线之一，其运用规模广泛工业机器人和传感器等范畴，有必要规划NCSF与CAN的互操作接口设备。规划NCSF和CAN总线的通讯网关，有利于增强NCSF与其它现场总线的兼容才能，扩展其运用规模。一起也为其它现场总线与数控同步现场总线互联的软硬件结构供给计划和技能参阅。
1 相关作业
沈阳计算所牵头拟定的《机械电器设备敞开式数控体系第三部分：总线接口与通讯协议》中提出，敞开式数控体系总线是用于衔接体系设备间的数字式、双向、多点的通讯体系，以ISO／OSI敞开体系互连参阅模型为根底，并对其加以改造，由物理层、数据链路层、运用层与用户层行规组成。敞开式数控体系由数控设备、伺服驱动设备、主轴驱动设备、传感器设备、I／O设备等组成，设备间经过总线进行互操作，总线由站点、通讯介质与设备组成，如图1所示。
图1 敞开式数控总线结构
数控总线结构的规划规范仅仅一个规范，并未对详细的完成办法做规则。每个NCSF站点包含两个网络接121，它们经过双绞线顺次连成环形或线形，此种拓扑结构可以有用防止总线式结构的介质抵触，别的在总线的某一处出现异常时总线结构可主动转变为两个线性的总线体系结构，这种冗余的拓扑结构，也进一步确保了通讯确实定性和牢靠性。
2 NCSF和CAN衔接的总线拓扑结构
NCSF支撑环形和线性的结构，而CAN是一种多主式的串行通讯总线。本文中规划一个特别的NCSF从站，它具有两个网口和一个CAN接口。此从站经过两个网口衔接在NCSF总线中，一起经过CAN接口和CAN总线进行相关的交互，其总线结构如图2。
图2 NCSF与CAN互联的总线拓扑结构
图2中NCSF总线的从站3担任NCSF-CAN之间的交互。此从站在一般NCSF从站的根底上，完成CAN总线的软硬件支撑。它把需求转发到NCSF主站的CAN总线数据帧封装到NCSF的运用层数据包经过NCSF的链路发送到主站，在NCSF的运用层中把复原CAN的数据帧交给上层协议；别的当主站需求发送CAN数据帧时，主站把这个CAN数据帧封装在NCSF数据帧中转发到此从站，然后复原为CAN数据帧发送到CAN总线上，这样的可以完成NCSFCAN之间数据交互的从站被称为NCSF—CAN网关。
整个NCSF．CAN网关分为三部分：NCSF总线模块、CAN总线模块、NCSF-CAN数据帧封装转化模块。NCSF．CAN数据帧封装转化模块的首要作业是，在NCSF运用层的数据包中封装或复原CAN数据帧；使得CAN数据帧可以经过NCSF链路发往从站，一起也使得主站发往CAN总线的数据包可以正确解析。
3 NCSF接口模块与CAN接口模块的规划
NCSF—CAN网关硬件由NCSF接口和CAN接口构成。协议网关的主控芯片S3C2440是一款高性能低功耗处理器，其选用ARM920T内核，全静态的规划特别合适对本钱和功率灵敏型的运用。
S3C2440有着丰厚的片上资源，CAN总线操控芯片选用MCP2515，其经过串行外设接口(Serial PeripheralInterface，SPI)与S3C2440进行通讯，NCSF接口选用DM9000。
3．1 NCSF总线接口模块
NCSF运用规范以太网的物理层，其接口电路运用一般的以太网接口芯片，一起为了确保数据传输速率应该选用100Mbit／s支撑全双工形式的芯片。图3是从站的NCSF接口电路简图，图中仅标出芯片要害的引脚的衔接。图中DM9000的片选信号AEN衔接在nGCS4上，标明此接口DM9000的开始地址为0x20000000，运用7号外部中断脚EINT7，DM9000的内部存储空间的基地址为300H。
图3 NCSF接口电路简图
需求特别指出的是DM9000的SD0一SDl5引脚是数据和地址的复用引脚。当CMD为低电平时，数据线为地址端口，否则为数据端口。DM9000的地址寄存器端121地址为Ox20000000，数据寄存器的端口地址为0x20000004。由此拜访片上特定的寄存器时要先写地址再读写数据，下面是DM9000驱动程序读其内部寄存器的函数完成。
