[發明專利]基于EtherNet/IP協議的具有短路保護自診斷功能的遠程I/O模塊

無效

• 申請號: 201010593342.0
• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102035679A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 陳在平;賈超;倪建云;董恩增;邵夏
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L29/06
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

1.一種基于EtherNet/IP協議的具有短路保護自診斷功能的遠程I/O模塊，其特征在于，包括：

核心板單元，用于提供整個系統平臺的核心微處理器以及存儲器電路和電源及系統復位電路，保證實時操作系統和Ethernet/IP協議程序的正常運行；

底板單元，是平臺的外圍電路，通過其上的核心板接口電路與核心板單元相連接，用于與現場設備進行數據通信，采集I/O接口狀態診斷數據，I/O接口電路短路時，切斷電源并保護接口，并顯示I/O接口狀態。

2.如權利要求1所述的模塊，其特征在于，所述的核心板單元包括：

微處理器，內部集成了微處理器和常用外圍組件，用于支持實時多任務操作系統，具有功能很強的存儲區保護功能，同時也有利于軟件診斷；

FLASH，是程序存儲器，與微處理器相連接，可由內部嵌入的算法完成對芯片的操作，用于存儲系統編程期間的信息，并保證在系統掉電后所存儲的信息不會丟失；

三星K9F2G08U0B-PCB0是NAND型FLASH，數據存儲容量為256MB，預留存測試數據，寫快讀慢，還有2M的NOR型FLASH，構成雙FLASH啟動；

SDRAM，是同步動態隨機存儲器，與微處理器相連接，需要不斷的刷新存儲陣列來保證數據不丟失，用于在系統中做程序的運行空間、數據及堆棧區；

MT48LC16M16A2P是64MB的SDRAM芯片；

電源電路，與微處理器相連接，用于為整個平臺提供穩定的電源，保證平臺可以正常工作；

系統復位電路，與微處理器相連接，用于確保微機系統中電路穩定可靠工作。

3.如權利要求2所述的模塊，其特征在于，所述電源電路，采用5V供電，包括有電源開關和指示燈，經可帶載1.5A的低壓差線性穩壓源AS1117AR-3.3IC芯片穩壓，提供模塊所需要的3.3V電源；核心板上微處理器內核1.25V電壓采用低噪聲、低壓差線性穩壓源MAX8860EUA穩壓芯片。

4.如權利要求2所述的模塊，其特征在于，所述系統復位電路，包括有MAX811，是一款連接比較簡單的手動復位芯片，nMR引腳接開關，nRESET引腳接微處理器的復位引腳。

5.如權利要求1所述的模塊，其特征在于，所述的底板單元包括：

JTAG電路，采用2.0mm間距的10引腳調試接口電路，減少了底板的占用面積，方便用戶二次開發，S3C2440芯片內部有JTAG核，因此，可以通過外部JTAG調試電纜或仿真器與開發板系統連接調試；

串口電路，用于數據間基于串行數據總線標準的數據傳輸；

以太網接口電路，起到網卡的作用，用于使整個硬件平臺系統運行于以太網絡中，從而可以和網絡中的其他節點完整數據通信傳輸，通過以太網進行通信的速度較快，可以實現NFS文件共享和TFTP網絡文件傳輸；

核心板接口電路，用于核心板和底板的連接，該電路連通后，核心板和底板將構成一個整體；

輸入接口電路，用于為外聯的設備的輸入接口進行供電，向微處理器提供現場設備發送的數據，并在發生短路時，切斷電源，在短路故障完全排除后恢復正常運行狀態；

輸出接口電路，用于接收核心板上的微處理器下發的數據，并根據這些數據為外聯設備的輸出口供電，在發生短路時，切斷電源，在短路故障完全排除后恢復正常運行狀態；

輸入狀態診斷電路，用于診斷輸入接口電路是否發生短路，在輸入接口電路發生短路時，輸出診斷短路信號給微處理器；

輸出狀態診斷電路，用于診斷輸出接口電路是否發生短路，在輸出接口電路發生短路時，輸出短路診斷信號給微處理器。

6.如權利要求5所述的模塊，其特征在于，所述的JTAG電路為4線JTAG接口：TMS、TCK、TDI、TDO，分別為模式選擇、時鐘、數據輸入和數據輸出線。

7.如權利要求5所述的模塊，其特征在于，所述串口電路，即通用的異步收發器(UART)的接口電路，用于數據間基于串行數據總線標準的數據傳輸；它將TTL到RS232的電平轉換實現RS232接口，使用電子工業協會(EIA)推薦的RS-232-C串行數據總線傳輸標準，其采用的接頭是9芯的D型插頭，采用負邏輯方式，通信時使用MAX232電平轉換電路。