EPA主控卡的硬件设计与驱动开发

摘要：EPA标准进入国际标准，为我国工业自动化产业带来了新的机遇。EPA主控卡的开发，对于开发基于EPA的控制系统具有较大意义。EPA主控卡是连接各种协议的现场总线模块、I／O模块和上层软件的平台。在整个EPA系统中，它是符合EPA协议的现场设备，与上层工程师站和操作站进行通信，又与现场总线模块、I／O模块进行数据传输，负责信号的采集、处理和控制。
关键词：EPA；LPC2478；硬件设计；软件设计；测试

引言
EPA(Ethernet for Plant Automation)系统包括工作站、控制站、网络设备、现场设备以及通信介质等部分，而控制站是整个系统的核心。最主要的硬件平台，由EPA主控卡、I／O子系统、电源以及附属设备等构成。EPA主控卡是控制站中的主要设备，它连接在整个以太网，与上层组态软件、网络设备进行信息交互，实现控制系统的开放性和可互操作性；与下层各种协议模块连接、通信，并实现对模块的控制策略。EPA主控卡是依据EPA标准设计的，对EPA的应用推广具有重要作用。

1 EPA主控卡功能介绍
根据图1所示的EPA系统网络拓扑结图可知，EPA主控卡是一个符合EPA协议的现场设备，它将和其他的EPA现场设备一样，参与整个EPA网络组态、互操作、确定性调度等。EPA主控卡是连接各种协议的底层设备、I／O模块与上层软件的平台。模块和主控卡之间通过自定义的接口进行数据交换。因此，主控卡需要实现以下基本功能：

①信息转发功能。通过组态工作站完成信息的上载、显示、处理、发布以及下载。
②过程测量与控制。主控卡向I／O、总线模块传递数据采集命令／控制信息、这些模块作为应答向主控卡传送的过程变量测量数据以及其状态(好／坏)、设备状态信息等，并报告给监控层网络。
③管理功能。实现对现场总线模块、I／O模块的控制、管理。在系统运行过程中，对控制区域的模块进行自动识别、管理，并为其分配地址、空间，同时将新模块设备描述信息向上层组态软件报告。
④总线供电。主控卡总线供电功能，保证主控卡稳定工作。接入主控卡的线缆不仅能传送数据信号，还能给主控卡提供工作电源。