FPGA和ARM的Profibus-DP主站通信平台设计.
基于ARM的PROFIBUSDP主站设计与研究_图文.
南京理工大学硕士学位论文基于ARM的PROFIBUS-DP主站设计与研究姓名：黄治文申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：姜建芳20090608硕士论文基于ＡＲＭ的ＰＲＯＦＩＢＵＳ．ＤＰ主站设计与研究摘要本文针对目前国内基于ＰＲＯＦＩＢＵＳ．ＤＰ的产品价格昂贵，安装和维护成本高等缺点，以山西某大型煤矿的空压机监控系统自动化改造工程为例，在重点研究了ＰＲＯＦＩＢＵＳ．ＤＰ协议的基础上自行提出了一套ＰＲＯＦＩＢＵＳ．ＤＰ现场总线控制系统，并详细设计了该系统中的ＰＲＯＦＩＢＵＳ．ＤＰ主站部分。
本文首先提出了一套基于ＰＲＯＦＩＢＵＳ．ＤＰ技术的现场总线控制系统并在其基础上完成了ＰＲＯＦＩＢＵＳ．ＤＰ主站的总体设计。
其次本文选用ＡＲＭ＋ＰＲＯＦＩＢＵＳ主站协议芯片的开发方式，重点论述了主站的硬件设计。
再次本文根据ＰＲＯＦＩＢＵＳ．ＤＰ协议的结构设计ＰＲＯＦＩＢＵＳ．ＤＰ主站软件模块，确定各模块间关系并详细设计了主站与主站用户之间的共享数据结构。
接着本文讨论了ＰＲＯＦＩＢＵＳ．ＤＰ主站软件在ｌ上Ｃ／ＯＳ—ＩＩ操作系统上可靠运行需注意的几个技术细节。
最后本文给出了基于ＡＲＭ的ＰＲＯＦＩＢＵＳ．ＤＰ主站的调试方案。
研究结果表明基于ＡＲＭ的ＰＲＯＦＩＢＵＳ．ＤＰ主站能够在不降低系统稳定性的基础上有效降低成本。
使基于ＰＲＯＦＩＢＵＳ．ＤＰ的现场总线系统得到大面积推广成为可能。
关键词：ＰＲＯＦＩＢＵＳ现场总线，ＰＲＯＦＩＢＵＳ．ＤＰ主站，ＡＲＭ，ｌ－ｔＣ／ＯＳ．ＩＩ操作系统Ａｂｓｔｒａｃｔ硕士论文ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｐａｐｅｒａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｔｈｉｓｐｒｏｊｅｃｔｓｕｃｈａｓｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｗｅｒｅｅｘｐｅｎｓｉｖｅ，ｔｈｅｈｉｇｈｃｏｓｔｏｆｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ．ＴｈｅｐａｐｅｒｕｓｅｓａｕｔｏｍａｔｉｏｎｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔｏｆｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｓｉｎｃｅｒｔａｉｎｎａｔｉｏｎａｌｍｉｎｅｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｉｎＤａｔｏｎｇ，Ｓｈａｎｘｉａｓｅｘａｍｐｌｅ，ｇｉｖｅｓａｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗｈｉｃｈｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｉｅｌｄｂｕｓｏｆＰＲＯＦＩＢＵＳ—ＤＰａｆｔｅｒｍａｉｎｌｙｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎｔｈｅＰＲＯＦＩＢＵＳ—ＤＰｐｒｏｔｏｃ０１．ＴｈｅｎｔｈｅａｕｔｈｅｒｄｅｓｉｇｎｓａｍａｓｔｅｒｏｆＰＲＯＦＩＢＵＳ—ＤＰｗｈｉｃｈｉｓａｐａｒｔｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｉｎｄｅｔａｉｌ．ＴｈｅｐａｐｅｒｆｉｒｓｔｌｙｇｉｖｅｓａｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗｈｉｃｈｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｉｅｌｄｂｕｓｏｆＰＲＯＦＩＢＵＳ—ＤＰａｎｄｇｅｎｅｒａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｍａｓｔｅｒｏｆＰＲＯＦＩＢＵＳ—ＤＥＳｅｃｏｎｄｙｔｈｅｐａｐｅｒＭｏｐｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｏｆＡＲＭｐｌｕｓｍａｓｔｅｒｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｃｈｉｐｏｆＰＲＯＦＩＢＵＳａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｏｆｍａｓｔｅｒｏｆＰＲＯＦＩＢＵＳ—ＤＰｉｎｄｅｔａｉｌ．ＡｇａｉｎｔｈｅｐａｐｅｒｄｅｓｉｇｎｓｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｍｏｄｕｌｅｏｆｍａｓｔｅｒｏｆＰＲＯＦＩＢＵＳ．．ＤＰｂａｓｅｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＰＲＯＦＩＢＵＳ．．ＤＰｐｒｏｔｏｃｏｌ，ｄｅｆｉｎｅｓｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐａｍｏｎｇｔｈｅｓｅｍｏｄｕｌｅｓ，ｄｅｆｉｎｅｓｔｈｅｓｈａｒｅｄｄａｔａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｍａｓｔｅｒａｎｄｕｓｅｒ．ＴｈｅｎｔｈｅｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｓｓｏｍｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｄｅｔａｉｌｓｏｎｈｏｗｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｒｕｎｎｉｎｇｓｔａｂｌｅｌｙｏｎｔｈｅｏｐｅｒａｔｅｓｙｓｔｅｍｏｆｕＣ／ＯＳ－ＩＩ．ＦｉｎａｌｌｙｔｈｅｐａｐｅｒｇｉｖｅｓａｄｅｂｕｇｇｉｎｇｐｒｏｇｒａｍｏｆｔｈｅｍａｓｔｅｒｏｆＰＲＯＦＩＢＵＳ—ＤＰ．ＲｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｍａｓｔｅｒｏｆＰＲＯＦＩＢＵＳ．ＤＰｂａｓｅｄｏｎＡＲＭｃａｒｌ１０ｗｅｒｔｈｅｃｏｓｔｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｏｂｖｉｏｕｓｌｙｂｕｔｗｉｔｈｏｕｔｌｏｗｅｒｔｈｅｓｔａｔｂｉｌｉｔｙｏｆｉｔ．ＩｔｍａｋｅｓｔｈｅｗｉｄｅｌｙｐｒｏｍｏｔｉｏｎｏｆｓｙｓｔｅｍｓｇｒｏｕｎｄｏｎＰＲＯＦＩＢＵＳ－ＤＰｐｏｓｓｉｂｌｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＲＯＦＩＢＵＳＦｉｅｌｄｂｕｓ，ＰＲＯＦＩＢＵＳ－ＤＰＭａｓｔｅｒ，ＡＲＭ，ｌａＣ／ＯＳ－ＩＩⅡ声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。
FPGA和ARM的Profibus-DP主站通信平台设计
Ｐｒ ｉ ｓ ＤＰ ｏｔ ｏｌｉ ｎａ ｙ ｅ ｎｄ ｈｅ ｔ ｋｅ ａｓ ｉ ｒ ｔ ｏｌ ｓ ｄｉｃ ｓ ｄ Ｔｈｅ ｍ ａ ｔ ｒ ｓ ａ ｉｎ ｏｍｍ ｕ ｃ ｔｏｎ ｐ ａ ｆ ｒ ｉ ｓｇｎｅ ． ｏｆｂｕ Ｐｒ ｏｃ ｓａ ｌ ｚ ｄ ａ ｔ ｏ ｎ ｐ ｓｎｇ ｐ ｏ ｏｃ ｉ ｓ ｕｓ ｅ ． ｓ ｅ ｔ ｔｏ ｃ ｎｉａ ｉ ｌ ｌｏ ｍ ｓ ｄｅ ｉ ｄ
信 协 议 ， 点 是 令 牌 轮 转 协议 ； 出 了该 主 站 通 信 平 台的 系统 构 建 。该 通 信 平 台 可 以 独 立 实现 Ｐ ｏｉｕ ～ 重 给 ｒ ｆ ｓＤＰ主 站 （ ｂ １类 ）
与其他主站（ １类 和 ２类 ） 令 牌 传 递 的 主 主 通 信 功 能 ， 及 其 与 从 站 的 主 从 通 信 功 能 。 的 以 关 键 词 ：Ｐ ｏｉｕ — Ｐ；主 站 ；令 牌 传 递 ；Ｆ ＧＡ；ＡＲＭ ｒ ｆ ｓＤ ｂ Ｐ 中 图 分 类 号 ：ＴＰ ９ ． ２３５ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｆ ＧＡ 和 ＡＲＭ 的 Ｐ ｏ ｉｕ － Ｐ ｒ ｆｂ ｓＤＰ主 站 通 信 平 台 设 计
孙 倩 华 。 庆 丰 ， 继 强 满 夏
（ 京 航 卒 航 天 大 学 机 械 工 程 及 自动 化 学 院 ，北 京 １ ０ ９ ） 北 ０ ｌ １
摘 要 ：提 出一 个使 用 Ｆ ＧＡ 和 ＡＲＭ 微 控 制 器 实现 Ｐ ｏｉｕ — Ｐ ｒ ｆ ｓＤＰ主 站 （ ｂ １类 ） 信 平 台的 解 决 方 案 ； 析 了 Ｐ ｏｉｕ Ｐ通 通 解 ｒ ｆ ｓＤ ｈ
引 言
Ｐ ｏ ｉｕ ｒｆ ｓＤＰ是 由 西 门 子 公 司 推 的 一 种 开 放 式 现 场 ｂ 总线 标 准 ， 于 现 场 级 分 布 式 自动 化 外 没之 间 的高 速 数 据 用
基于FPGA的PROFIBUS-DP从站IP软核的设计
市 时 间 的主要 策 略 。随 着 Ｃ Ｐ Ｌ Ｄ ／ Ｆ Ｐ Ｇ Ａ 的规 模 越 来 越
大， 设 计越 来 越复 。Ｉ Ｐ软 核 是 用 Ｖ Ｈ Ｄ Ｌ等 硬件 描 述 语 言描 述 的功 能块 ， 但 是 并 不 涉及 具 体 电路 元 件 实 现 这
ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｓ ＰＣ３ ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｃ ｈｉ ｐ． Ｔｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｈ ｏ ｗｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｃ ｈｅ ｍｅ ｉ ｓ ｃ ｏ ｒ ｒ ｅ ｃ ｔ ａ ｎ ｄ ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅ．ｉ ｍ．
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｐ ｒ ｏ ｐｏ ｓ ｅ ｄ ａ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｏ ｆ ＰＲＯＦＩ ＢＵＳ —ＤＰ ｓ ｌ ａ ｖ ｅ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｉ Ｐ ｓ ｏ ｆ ｔ ｃ ｏ ｒ ｅ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｓ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｆ ＰＧＡ。ｔ ｈ ｅ ｅ —
近年 来 ， 芯 片的设 计 不 断 向着 功 能 增 强 和 集 成 度 提 高 的方 向发 展 ， Ｉ Ｐ核 的 重用 是 设 计 人 员赢 得 迅 速 上
块 功 能仿 真 。需要 用 Ｖ ｅ ｒ ｉ ｌ ｏ ｇ编写模 块 测 试 激励 文 件 ， 如为 串 口通信 接 收Ｈ 模 块 编 写输 入 信 号 波 形 ， 并 搭 建
ｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ，ａ ｎ ｄ ｇ ｒ ｅ ａ ｔ ｌ ｙ ｓ ａ ｖ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｈ ａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ：ＦＰＧＡ ； Ｉ Ｐ Ｓ ｏ ｔ ｆ Ｃｏ ｒ ｅ； ＰＲＯＦＩ ＢＵＳ－ＤＰ Ｓ ｌ ａ ｖ ｅ Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
基于ARM与FPGA的PROFIBUS-DP智能主站设计与实现
基于ARM与FPGA的PROFIBUS-DP智能主站设计与实现李丽娜;郝莉
【期刊名称】《中国仪器仪表》
【年(卷),期】2011(0)S1
【摘要】针对PROFIBUS现场总线发展现状,介绍了几种实现PROFIBUS-DP主站的可行方案,主要阐述基于ARM与FPGA的DP主站实现,完成相应的硬件设计和软件设计,并在文中给出主要的硬件结构图和程序流程图。
【总页数】4页(P80-83)
【关键词】PROFIBUS-DP主站;ARM与FPGA;从站状态机
【作者】李丽娜;郝莉
【作者单位】北京和利时系统工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TH7
【相关文献】
1.基于ARM+FPGA的EtherCAT主站设计及实现 [J], 徐健;唐小琦;宋宝
2.FPGA和ARM的Profibus-DP主站通信平台设计 [J], 孙倩华;满庆丰;夏继强
3.基于ARM的PROFIBUS-DP智能主站设计与研究 [J], 杨博;雷振伍;刘大千
4.基于ARM的PROFIBUS-DP智能主站设计 [J], 刘经宇;方彦军
5.基于VxWorks+ARM9的PROFIBUS-DP冗余主站的设计 [J], 胡明华;蒋济友;夏继强;满庆丰
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Profibus—DP现场总线通信主站设计
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图 １ Ｐ ｏｉｕ ｒｆ ｓ协 议 结 构 ｂ
ｌＥｌ８ Ｃ ５２ Ｉ １—
１ Ｐｏｉ ｓ Ｄ ｒｆ ｕ — Ｐ协 议 结构 及 技 术 特 性 ｂ
Ｐ ｏｉｕ ｒｆ ｓ根 据 应 用 特 点 可 分 为 ：Ｐ ｏｉｕ ｂ ｒｆ ｓ— Ｆ ｂ ＭＳ
现场总线 Ｐ ｏｉｕ ｒｆ ｓ—ＤＰ 主 站 Ｖｘ ｏｋ ｂ Ｗ ｒｓ
关键词
现 场 总 线 是 当今 自动 化 领 域 的热 点 之 一 ， 的 出现 标 它 志着 工 业 控 制 技 术 领 域 又 一 个 新 时 代 的 开 始 。在 众 多 的
现场 总线 产 品 中 ， 为 欧 洲 首 屈 一 指 的 开 放 式 现 场 总 线 作 Ｐ ｏｉｕ （ ｒ ｃｓ ｉｌｂ ｓ 已 经 被 全 世 界 所 接 受 ， 为 国 ｒ ｆ ｓ Ｐ ｏ ｅｓＦｅｄ ｕ ） ｂ 成
个领域 。
Ｆ ｓ 备 规ｌ ｌＰ 规ｌｌＡ 规ｌ Ｍ 设 行 行 行 Ｄ ｉ Ｐ
Ｉ Ｄ 扩展 Ｐ
Ｄ 基本功能 Ｐ Ｆ ＭＳ 末使用
现 总 数 链 层Ｆ Ｌ ｌ Ｉ 接口 场 线 据 路 （ ） Ｅ Ｄ ｃ
将 Ｐ ｏｉｕ — Ｐ技 术 与 嵌 入 式 软 硬 件 相 结 合 将 大 大 ｒｆ ｓ Ｄ ｂ 提 升 系 统 的 品 质 ， 高 系统 的开 放 性 、 时性 和 可 靠 性 。 提 实
基于ARM的PROFIBUS-DP通信模块的研究与设计
基于ARM的PROFIBUS-DP通信模块的研究与设计
房立镇;程广河;吕国华
【期刊名称】《信息技术与信息化》
【年(卷),期】2010(000)005
【摘要】为了使SK系列PLC接入PROFIUBS-DP网路,提高SK系列PLC的兼容性,从而提高其市场影响力,本文提出了一种基于ARM7的PROFIBUS-DP通信模块,SK系列PLC通过接插件与该通信模块连接后可以实现与PROFIBUS-DP网路的无缝对接.
【总页数】3页(P39-40,44)
【作者】房立镇;程广河;吕国华
【作者单位】山东省计算中心,山东济南,250014;山东轻工业学院,山东济
南,250353;山东省计算中心,山东济南,250014
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于Profibus-DP的电动执行器通信模块的开发 [J], 梁涛;宋利杰;孙鹤旭;雷兆明
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基于ARM芯片实现PROFIBUS—DP从站接口电路的设计
基于ARM芯片实现PROFIBUS—DP从站接口电路的设计作者：赵磊来源：《中国新通信》2014年第20期【摘要】本文提出以ARM芯片和PROFIBUS—DP协议芯片为核心的从站接口设计，采用STM32F103处理用户程序，由VPC3+C协议芯片实现PROFIBUS—DP协议的转换。
从硬件和软件设计两个方面阐述从站接口的设计和实现方法。
【关键词】现场总线 PROFIBUS-DP从站 VPC3+C STM32F103一、引言现场总线是一种工业数据总线，近年来得到了迅速的发展。
现场总线有三种形式：Profibus—DP、Profibus—FMS、Profibus—PA，其中Profibus-DP以其灵活性和可靠性等优点得到了世界范围内的广泛应用，但并不是每个设备都可以接到Profibus网络中，这就使得为工业设备开发Profibus通信接口显得尤为重要。
二、PROFIBUS-DP从站接口设计的整体思路PROFIBUS—DP用于分散外设间高速数据传输，适用于加工自动化领域。
Profibus的传输速率为96～12kbps，最大传输距离在12kbps时为1000m，可用中继器延长至10km，最多可接127个站点。
Profibus协议模型中第一层是物理层，第二层是数据链路层，三至六层未使用，第七层是应用层，最后是用户层。
Profibus—DP从站接口选用STM32F103处理用户发送的数据，协议芯片VPC3+C处理Profibus—DP数据链路层的协议，通过RS485实现物理层通信。
采用协议芯片不必去了解PROFIBUS-DP的具体细节，只要了解协议的相关内容，这样使我们更方便的设计接口电路。
本文设计的PROFIBUS-DP从站接口在总线控制系统中的大体框架。
三、PROFIBUS-DP从站硬件接口的设计目前Profibus-DP从站开发有两种方案：（1）单片机+软件，但需要了解通信中的大量的协议；（2）单片机+Profibus通信的专用芯片，该芯片集成了Profibus通信所有的协议，避免对大量协议的掌握。
PROFIBUSDP主站通信程序设计
PROFIBUS-DP 主站通信程序设计通信程序主要函数假设已经设计好了能完成某种功能的从站，就可以编写主站测试程序来测试从站的性能。
下面承受CP5611 网络接口卡，以FBPRO-8DI 八路数字量输入智能节点为例介绍PROFIBUS-DP 主站通信程序设计，编程环境使用VC++6.0。
本程序能够完成应用程序的初始化、数据读入、数据输出和应用程序的复位等根本操作。
PROFIBUS-DP 主站通信程序设计步骤为：①在VC++6.0 下创立一个应用程序；②将CP5611 网络接口卡供给的DPN_USER.H 和DPLIB.LIB 两个文件拷贝到刚刚建的工程根名目下，并且添加到应用程序中；③在VC++6.0 环境下编写通信程序。
6.4.1通信程序中主要函数介绍1.定义变量dpn_interface dpn_ptr; //使用前必需首先定义dpn_interface 的构造：struct dpn_interface{struct REFERENCE reference; //子构造体unsigned char stat_nr;//站地址unsignedchar length; //返回数据长度unsignedshort int error_code; //错误代码unsignedchar slv_state; //DP 从站状态unsignedchar sys_state; //DP 主站状态unsignedchar sys_event; //大事信息unsigned char user_data [MAX_DATA_LEN];//数据区};struct REFERENCE{unsigned char board_select; //CP 板卡选择设置unsigned char access; //系统访问设置};2.初始化函数dpn_init(&dpn _ptr)编写上位机程序时，在对CP5611/5613 进展访问操作之前必需调用初始化函数。
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FPGA和ARM的Profibus-DP主站通信
平台设计
摘要：提出一个使用FPGA和ARM微控制器实现Profibus-DP主站(1类)通信平台的解决方案；解析了Profibus-DP通信协议，重点是令牌轮转协议；给出了该主站通信平台的系统构建。
该通信平台可以独立实现Profibus-DP主站(1类)与其他主站(1类和2类)的令牌传递的主主通信功能，以及其与从站的主从通
信功能。
关键词：Profibus-DP；主站；令牌传递；FPGA；ARM引言Profibus-DP是由西门子公司推出的一种开放式现场总线标准，用于现场级分布式自动
摘要：提出一个使用FPGA和ARM微控制器实现Profibus-DP主站(1类)通信平台的解决方案；解析了Profibus-DP通信协议，重点是令牌轮转协议；给出了该主站通信平台的系统构建。
该通信平台可以独立实现Profibus-DP主站(1类)与其他主站(1类和2类)的令牌传递的主主通信功能，以及其与从站的主从通
信功能。
关键词：Profibus-DP；主站；令牌传递；FPGA；ARM
引言
Profibus-DP是由西门子公司推出的一种开放式现场总线标准，用于现场级分布式自动化外设之间的高速数据传输。
Profibus在2007年4月突破2000万节点大关。
据PI(世界性的现场总线Profibus用户组织)称现在已经超过2 500万个节点，并希望在2012年突破5 000万个节点，年销售芯片450万个。
目前国内业界对于Profibus-DP的研究和相关产品的开发都是基于国外提供的专用协议芯片(主站多数采用西门子推出的ASPC2，从站多采用SPC3等
智能通信芯片)，而没有协议芯片样机开发的相关报道。
对于主站的开发，国内一些科研院所(北航706教研室、中科院、浙大等)也曾利用可编程逻辑器件配合MCU设计出简单主站的试验产品，但是这些产品仅能实现单主站的功能，对于组成强大的Profibu-DP网络还望尘莫及。
为了打破国外芯片的垄断，推动国内相关芯片及产品的开发，本文提出了一种FPGA与ARM相结合的方式解决Profibu-DP 1类主站的主主通信及主从通信问题，实现了比较完整的主站研制方案。
1 Profibus-DP主站通信机理及技术特性
1．1 Profibus-DP主站通信协议
Profibus协议的结构以OSI为参考模型，DP使用第1层、第2层和用户接口，第3层到第7层未加以描述。
一个DP系统既可以是一个单主站结构，也可以是一个多主站结构，本文涉及的是多主站结构。
多主站结构使用混合的总线访问控制机制，主站之间采取令牌控制方式；令牌在主站之间传递，拥有令牌的主站拥有总线访问控制权；主站与从站之间采取主从的控制方式。
令牌是一种特殊的报文，如下所示：
SD为开始分界符，DA为目的地址，SA为源地址。
令牌环是所有主站的组织链，按照主站的地址构成逻辑环。
在这个环中，令牌在规定的时间内按照地址的升序在各主站间依次传递，用户通过编写令牌传递程序保证每个主站在一个确切规定的时问内得到令牌，之后该主站就可以在规定的时间内与所属从站通信，也可与所有主站通信。
其中主站与所属从站间的数据通信由主站按已确定的循环顺序自动地进行处理。
1．2 令牌循环时间分析
最坏情况下令牌循环时间为：
其中，TTH为站点令牌保持时间，TTS为令牌的整体传输延迟，TMA为令牌维护时间。
在不考虑出错重发的前提下，N个主站令牌的整体传输延迟TTS=N·TTK，TTk是发送令牌PDU(协议数据单元)需要的时间。
高优先级报文的传送时间为THMS，报文数量为M
为L
入上述公式可得：
2．2 ARM控制器部分程序设计
ARM控制器程序对应于Profibus通信协议数据链路层之上的DDLM直接数据链路映射程序、主站通信状态机、应用层数据接口及应用层。
本设计对Profibus-DP协议按层次封装为函数，层层调用。
2．2．1 Slave_Handler状态机
Slave_Handler状态机功能块负责实现主从通信功能，根据从站状态做出相应处理，有固定的处理次序，每次调用Slave_Handler状态机产生一个DDLM请求，从而控制从站进入相应的通信状态。
Slave_Handler状态转换图如图2所示。