Мицросеми ДГ0440 Покреће Модбус ТЦП референтни дизајн на СмартФусион2 уређајима

Седиште компаније Мицросеми
Оне Ентерприсе, Алисо Виејо,
ЦА 92656 САД
Унутар САД: +1 800-713-4113
Изван САД: +1 949-380-6100
Факс: +1 949-215-4996
Емаил: салес.суппорт@мицросеми.цом
ввв.мицросеми.цом
© 2017 Мицросеми Цорпоратион. Сва права задржана. Мицросеми и Мицросеми лого су заштитни знаци Мицросеми Цорпоратион. Сви остали заштитни знакови и услужни знаци су власништво њихових власника

Мицросеми не даје никакву гаранцију, представљање или гаранцију у вези са информацијама садржаним овде или прикладношћу својих производа и услуга за било коју одређену сврху, нити Мицросеми преузима било какву одговорност која проистиче из примене или коришћења било ког производа или кола. Производи који се продају у наставку и сви други производи које продаје Мицросеми били су подвргнути ограниченом тестирању и не би требало да се користе заједно са опремом или апликацијама које су критичне за мисију. Верује се да су све спецификације перформанси поуздане, али нису верификоване, а Купац мора да спроведе и заврши сва испитивања перформанси и друга тестирања производа, сами и заједно са, или уграђени у било који крајњи производ. Купац се неће ослањати ни на какве податке и спецификације перформанси или параметре које пружа Мицросеми. Одговорност Купца је да самостално утврди прикладност било којег производа и да га тестира и верификује. Информације које Мицросеми пружа у наставку су дате „као што јесу, где је“ и са свим грешкама, а цео ризик повезан са таквим информацијама је у потпуности на Купцу. Мицросеми не додељује, експлицитно или имплицитно, ниједној страни никаква патентна права, лиценце или било која друга права интелектуалне својине, било у погледу самих таквих информација или било чега што је описано у таквим информацијама. Информације наведене у овом документу су власништво Мицросеми-ја, и Мицросеми задржава право да изврши било какве измене информација у овом документу или било којих производа и услуга у било које време без претходног обавештења.

О Мицросеми
Мицросеми Цорпоратион (Насдак: МСЦЦ) нуди свеобухватан портфолио полупроводничких и системских решења за ваздухопловство и одбрану, комуникације, центре података и индустријска тржишта. Производи укључују аналогна интегрисана кола са мешовитим сигналом високих перформанси и зрачењем ојачана, ФПГА, СоЦ и АСИЦ; производи за управљање напајањем; уређаји за мерење времена и синхронизације и прецизна временска решења, постављајући светски стандард за време; уређаји за обраду гласа; РФ решења; дискретне компоненте; предузећа за складиштење и комуникациона решења, безбедносне технологије и скалабилни анти-тampер продуцтс; Етхернет решења; Повер-овер-Етхернет ИЦ и средњи распони; као и могућности и услуге прилагођеног дизајна. Седиште компаније Мицросеми је у Алисо Виехо, Калифорнија, и има око 4,800 запослених широм света. Сазнајте више на ввв.мицросеми.цом.

Историја ревизија

Историја ревизија описује промене које су примењене у документу. Промене су наведене по ревизији, почевши од најновије публикације.

Ревизија 7.0
Ажуриран документ за издање софтвера Либеро в11.8.

Ревизија 6.0
Следеће промене су урађене у ревизији 6.0 овог документа.

• Захтеви за дизајн Либеро СоЦ, ФласхПро и СофтЦонсоле ажурирани су у Захтевима за дизајн, страница 5.
• У водичу се ажурирају називи СофтЦонсоле пројеката који се користе у демо дизајну и све повезане бројке.

Ревизија 5.0
Ажуриран је документ за издање софтвера Либеро в11.7 (САР 76559).

Ревизија 4.0
Ажуриран је документ за издање софтвера Либеро в11.6 (САР 72924).

Ревизија 3.0
Ажуриран је документ за издање софтвера Либеро в11.5 (САР 63972).

Ревизија 2.0
Ажуриран је документ за издање софтвера Либеро в11.3 (САР 56538).

Ревизија 1.0
Ажуриран је документ за издање софтвера Либеро в11.2 (САР 53221).

Покретање Модбус ТЦП референтног дизајна на СмартФусион2 уређајима користећи ИвИП и ФрееРТОС

Увод
Мицросеми нуди референтни дизајн за СмартФусион®2 СоЦ ФПГА уређаје који демонстрирају
Тробрзински Етхернет контролер приступа средњем броју (ТСЕМАЦ) карактерише СмартФусион2 СоЦ ФПГА и имплементира Модбус протокол. Референтни дизајн ради на УГ0557: СмартФусион2 СоЦ ФПГА Адванцед Девелопмент Кит Усер Гуиде. Овај демо водич описује.

• Коришћење СмартФусион2 ТСЕМАЦ повезаног на серијски гигабитни интерфејс независни од медија (СГМИИ) ПХИ.
•  Интеграција СмартФусион2 МАЦ драјвера са лаганим ИП (ИвИП) протоколом за контролу преноса (ТЦП) или ИП стеком и бесплатним оперативним системом у реалном времену (РТОС).
• Апликациони слој са протоколом индустријске аутоматизације, Модбус на ТЦП или ИП.
• Како покренути референтни дизајн

Подсистем микроконтролера (МСС) СмартФусион2 СоЦ ФПГА има инстанцу ТСЕМАЦ периферије. ТСЕМАЦ се може конфигурисати између главног процесора и Етхернет мреже по следећим брзинама преноса података (брзине линије):

• 10 Мбпс
• 100 Мбпс
• 1000 Мбпс

За више информација о ТСЕМАЦ интерфејсу за СмартФусион2 уређаје, погледајте УГ0331: Упутство за употребу подсистема микроконтролера СмартФусион2.

Коришћење Модбус протокола
Модбус је протокол за размену порука на нивоу апликације присутан на нивоу седам
модел интерконекције отворених система (ОСИ). Омогућава клијентску или серверску комуникацију између уређаја повезаних у различите врсте магистрала или мрежа. То је сервисни протокол који нуди многе услуге одређене кодовима функција. Модбус функцијски кодови су елементи јединица података Модбус захтева или одговора протокола. Компоненте Модбус протокола укључују:

• ТЦП или ИП преко Етхернета
• Асинхрони серијски пренос преко разних медија
• жица:
  • ЕИА/ТИА-232-Е
  • ЕИА-422
  • ЕИА/ТИА-485-А влакно
• Радио
• Модбус ПЛУС, мрежа за пренос токена велике брзине

Следећа слика описује Модбус комуникационе стекове за различите комуникационе мреже.

Слика 1 • Модбус комуникациони стек

Коришћење Модбус протокола на СмартФусион2 уређају
Модбус ТЦП сервер ради на СмартФусион2 напредном развојном комплету и одговара на Модбус ТЦП клијент који ради на главном рачунару. Следећа слика приказује блок дијаграм Модбус ТЦП сервера и апликације на СмартФусион2 уређају.

Слика 2 • Блок дијаграм Модбус ТЦП сервера и апликације на СмартФусион2

0РГЕКСВ 7&3 $ССОЛФДВЛРК	0РГЕКСВ 7&3 6ХУИХУ
	,З,3 7&3 РУ ,3 6ВДФН
)УХХ5726	)ЛУПЗДУХ
6ПДУВ)КСВЛРК2 $ГИДКФХГ 'ХИХОРСПХКВ .ЛВ (+:)

Захтеви за дизајн
У следећој табели наведени су захтеви за дизајн хардвера и софтвера.

Табела 1 • Референтни пројектни захтеви и детаљи

Захтеви за дизајн: Опис
Хардвер

• СмартФусион2 напредни развојни комплет
  – УСБ А на мини-Б кабл
  – 12 В адаптер
  Рев А или новији
• Етхернет кабл РЈ45
• Било који од следећих програма за емулацију серијског терминала:
  – ХиперТерминал
  – ТераТерм
  – ПуТТИ
• Хост рачунар или лаптоп Виндовс 64-битни оперативни систем

софтвер

• Либеро® систем-на-чипу (СоЦ) в11.8
• СофтЦонсоле в4.0
• ФласхПро софтвер за програмирање в11.8
• УСБ на УАРТ драјвери –
• МСС Етхернет МАЦ драјвери в3.1.100
• Програм за емулацију серијског терминала ХиперТерминал, ТераТерм или ПуТТИ
• Прегледач Мозилла Фирефок или Интернет Екплорер

Демо дизајн
Следећи одељци описују демо дизајн Модбус ТЦП референтног дизајна на СмартФусион2 уређајима који користе ИвИП и ФрееРТОС.
Демо дизајн fileс су доступни за преузимање на:
http://soc.microsemi.com/download/rsc/?f=m2s_dg0440_liberov11p8_df
Демо дизајн fileс укључују:

• Либеро
• Програмирање files
• ХостТоол
• Реадме

Следећа слика приказује структуру највишег нивоа дизајна fileс. За више информација погледајте Реадме.ткт file.

Слика 3 • Демо дизајн Fileс Структура највишег нивоа

 Карактеристике демо дизајна
Референтни дизајн укључује:

• Комплетан Либеро СоЦ Верилог пројекат
• Пројекат фирмвера СофтЦонсоле

Референтни дизајн може да подржи следеће Модбус функционалне кодове у зависности од подешавања слободног Модбус комуникационог стека:

• Читање улазних регистара (код функције 0×04)
• Читање регистара задржавања (шифра функције 0×03)
• Писање појединачних регистара (шифра функције 0×06)
• Упишите више регистара (код функције 0×10)
• Читање или писање више регистара (код функције 0×17)
• Прочитајте завојнице (шифра функције 0×01)
• Упишите једну завојницу (код функције 0×05)
• Напишите више завојница (код функције 0×0Ф)
• Читање дискретних улаза (код функције (0×02)

Референтни дизајн подржава следеће Модбус функционалне кодове за све бесплатне поставке Модбус комуникационог стека:

• Читање улазних регистара (код функције 0×04)
• Читање дискретних улаза (код функције (0×02)
• Напишите више завојница (код функције 0×0Ф)
• Читање регистара задржавања (шифра функције 0×03)

Опис демо дизајна
Дизајн је имплементиран коришћењем СГМИИ ПХИ интерфејса конфигурисањем ТСЕМАЦ-а за операцију десет-битног интерфејса (ТБИ). За више информација о ТСЕМАЦ ТБИ интерфејсу, погледајте УГ0331: Упутство за употребу подсистема микроконтролера СмартФусион2.

Либеро СоЦ хардверски пројекат
Следећа слика приказује имплементацију дизајна хардвера на којој се покреће подређени фирмвер референтног дизајна.

Слика 4 • Дизајн хардвера највишег нивоа Либеро СоЦ-а

Либеро СоЦ хардверски пројекат користи следеће СмартФусион2 МСС ресурсе и ИП адресе:

• ТСЕМАЦ ТБИ интерфејс
• ММУАРТ_0 за РС-232 комуникације на СмартФусион2 напредном развојном комплету
• Наменски улазни пад 0 као извор такта
• Улаз и излаз опште намене (ГПИО) који повезује следеће:
  • Диоде које емитују светлост (ЛЕД): 4 броја
  • Дугмад: 4 броја
  • Двоструки ин-лине пакет (ДИП) прекидачи: 4 броја
• Следећи ресурси плоче су повезани са Модбус командама:
  • ЛЕД диоде (калемови)
  • ДИП прекидачи (дискретни улази)
  • Тастери (дискретни улази)
  • Сат реалног времена (РТЦ) (улазни регистри)
• Серијски интерфејс велике брзине (СЕРДЕСИФ) СЕРДЕС_ИФ ИП, конфигурисан за СЕРДЕСИФ_3 ЕПЦС траку 3, погледајте следећу слику. Да бисте сазнали више о серијским интерфејсима велике брзине, погледајте упутство за употребу за УГ0447-СмартФусион2 и ИГЛОО2 ФПГА серијске интерфејсе велике брзине.

Следећа слика приказује прозор Хигх Спеед Сериал Интерфаце Цонфигуратор.

Слика 5 • Прозор конфигуратора серијског интерфејса велике брзине

Додељивање пинова за пакет
Додела пинова пакета за ЛЕД, ДИП прекидаче, прекидаче са дугмадима и сигнале ПХИ интерфејса приказана је у следећој табели до табеле 5, страница 9.

Табела 2 • Додељивање пинова ЛЕД на пакету

• Пин излазног пакета
• ЛЕД_1 Д26
• ЛЕД_2 Ф26
• ЛЕД_3 А27
• ЛЕД_4 Ц26

Табела 3 • ДИП прекидачи на доделу пинова пакета

• Пин излазног пакета
• ДИП1 Ф25
• ДИП2 Г25
• ДИП3 Ј23
• ДИП4 Ј22

Табела 4 • Тастер пребацује на доделу пинова за пакет

• Пин излазног пакета
• СВИТЦХ1 Ј25
• СВИТЦХ2 Х25
• СВИТЦХ3 Ј24
• СВИТЦХ4 Х23

Табела 5 • Додела сигнала ПХИ интерфејса за пинове пакета

• Порт Наме Дирецтион Пацкаге Пин
• ПХИ_МДЦ Излаз Ф3
• ПХИ_МДИО Улаз К7
• ПХИ_РСТ Излаз Ф2

Пројекат фирмвера СофтЦонсоле
Позовите пројекат СофтЦонсоле користећи самостални СофтЦонсоле ИДЕ. Следеће верзије стека се користе за референтни дизајн:

• лвИП ТЦП или ИП стек верзија 1.3.2
• Модбус ТЦП сервер верзија 1.5 (ввв.фреемодбус.орг) са побољшањима за комплетну подршку кода функција као Модбус ТЦП сервер
• ФрееРТОС (ввв.фреертос.орг)

Следећа слика приказује структуру директорија СофтЦонсоле софтверских стекова дизајна.

Слика 6 • СофтЦонсоле Пројецт Екплорер прозор

Радни простор СофтЦонсоле састоји се од пројекта, Модбус_ТЦП_Апп који има Модбус ТЦП апликацију (која користи лвИП и ФрееРТОС) и свих слојева апстракције фирмвера и хардвера који одговарају дизајну хардвера.
Следећа слика приказује верзије драјвера које се користе за демо.

Слика 7 • Верзије драјвера за демо дизајн

Постављање демо дизајна
Следећи кораци описују како да подесите демо за плочу СмартФусион2 напредног развојног комплета:

1. Повежите главни рачунар са Ј33 конектором помоћу УСБ А на мини-Б кабла. Управљачки програми за мост УСБ-а за универзални асинхрони пријемник/предајник (УАРТ) се аутоматски откривају.
2. Са четири откривена комуникациона (ЦОМ) порта, кликните десним тастером миша на било који од ЦОМ портова и изаберите Својства. Приказаће се прозор са својствима изабраног ЦОМ порта, као што је приказано на следећој слици.
3. Уверите се да имате локацију као на УСБ ФП5 серијском конвертору Ц у прозору Својства као што је приказано на следећој слици.

Напомена: Забележите број ЦОМ порта за конфигурацију серијског порта и уверите се да је локација ЦОМ порта наведена као на УСБ ФП5 серијском претварачу Ц.

Слика 8 • Прозор Девице Манагер

4. Инсталирајте УСБ драјвер ако се УСБ драјвери не открију аутоматски.
5. Инсталирајте ФТДИ Д2КСКС драјвер за комуникацију на серијском терминалу преко ФТДИ мини УСБ кабла. Преузмите управљачке програме и водич за инсталацију са:
   ввв.мицросеми.цом/соц/доцументс/ЦДМ_2.08.24_ВХКЛ_Цертифиед.зип
6. Повежите краткоспојнике на плочи СмартФусион2 Адванцед Девелопмент Кит као што је приказано у следећој табели. За информације о локацијама краткоспојника, погледајте Додатак: Локације краткоспојника, страница 19.

ОПРЕЗ: ИСКЉУЧИТЕ прекидач за напајање, СВ7, пре него што направите џампер везе.
Табела 6 • Поставке краткоспојника СмартФусион2 комплета за напредни развој

• Јумпер Пин Од Пин до Коментари
• Ј116, Ј353, Ј354,Ј54 1 2 Ово су подразумеване поставке краткоспојника плоче Адванцед Девелопмент Кит. Уверите се да су скакачи
• Ј123 2 3 су подешени у складу са тим.
• Ј124, Ј121, Ј32 1 2 ЈTAG програмирање преко ФТДИ

7. Повежите напајање са Ј42 конектором на плочи СмартФусион2 Адванцед Девелопмент Кит.
8. Овај дизајн прampможе да ради и у статичком ИП и у динамичком ИП режиму. Подразумевано, програмирање fileС су обезбеђени за динамички ИП режим.
   • За статичку ИП адресу, повежите главни рачунар са Ј21 конектором
     СмартФусион2 Адванцед Девелопмент Кит плоча помоћу РЈ45 кабла.
   • За динамички ИП, повежите било који од отворених мрежних портова на Ј21 конектор плоче СмартФусион2 Адванцед Девелопмент Кит помоћу РЈ45 кабла.

Снимак подешавања плоче
Снимци плоче СмартФусион2 Адванцед Девелопмент Кит са свим конекцијама за подешавање су дати у Додатку: Подешавање плоче за покретање Модбус ТЦП референтног дизајна, страница 18.

Покретање демо дизајна
Следећи кораци описују како да покренете демо дизајн:

1. Преузмите дизајн file од:
   http://soc.microsemi.com/download/rsc/?f=m2s_dg0440_liberov11p8_df
2. Укључите прекидач напајања, СВ7.
3. Покрените било који програм за емулацију серијског терминала као што су:
   • ХиперТерминал
   • ПуТТИ
   • ТераТерм
     Напомена: У овој демонстрацији се користи ХиперТерминал.
     Конфигурација за програм је:
   • Брзина преноса: 115200
   • 8 битова података
   • 1 Стоп бит
   • Нема паритета
   • Нема контроле протока
     За информације о конфигурисању програма за емулацију серијског терминала, погледајте Конфигурисање програма за емулацију серијског терминала.
4. Покрените софтвер ФласхПро.
5. Кликните на Нови пројекат.
6. У прозору Нев Пројецт унесите назив пројекта, као што је приказано на следећој слици.

Слика 9 • ФласхПро Нови пројекат

7. Кликните на Бровсе и идите до локације на којој желите да сачувате пројекат.
8. Изаберите Појединачни уређај као режим програмирања.
9. Кликните на ОК да бисте сачували пројекат.
10. Кликните на Конфигуриши уређај.
11. Кликните на Бровсе и идите до локације на којој се налази Модбус_ТЦП_топ.стп file се налази и изаберите file. Подразумевана локација је:
    (\СФ2_Модбус_ТЦП_Реф_Десигн_ДФ\Программингfile\Модбус_ТЦП_топ.стп). Потребно програмирање file је изабран и спреман је за програмирање у уређају као што је приказано на следећој слици.
    Слика 10 • ФласхПро пројекат је конфигурисан
    
12. Кликните на ПРОГРАМ да бисте започели програмирање уређаја. Сачекајте док се не прикаже порука која показује да је програм прошао. Ова демонстрација захтева да СмартФусион2 уређај буде унапред програмиран са кодом апликације да би се активирала Модбус апликација. СмартФусион2 уређај је унапред програмиран са Модбус_ТЦП_топ.стп користећи ФласхПро софтвер.
    Слика 11 • ФласхПро програм је прошао
    Напомена: Да бисте покренули дизајн у режиму статичког ИП-а, пратите кораке наведене у Додатку: Покретање дизајна у режиму статичког ИП-а, страница 20.
13.  Укључите напајање СмартФусион2 напредне развојне плоче.
    Порука добродошлице са ИП адресом се приказује у прозору ХиперТерминал-а, као што је приказано на следећој слици.
    Слика 12 • ХиперТерминал са ИП адресом
    Отворите нову командну линију на главном рачунару, идите у фасциклу
    (\СФ2_Модбус_ТЦП_Реф_Десигн_ДФ\ХостТоол) где
    СмартФусион2_Модбус_ТЦП_Цлиент.еке file је присутан, унесите команду: СмартФусион2_Модбус_ТЦП_Цлиент.еке као што је приказано на следећој слици.
    Слика 13 • Позивање Модбус клијента
    Следећа слика приказује Модбус ТЦП функције које су покренуте. Функције су:
    • Читање дискретних улаза (код функције 02)
    • Читање регистара задржавања (шифра функције 03)
    • Читање улазних регистара (шифра функције 04)
    • Упишите више завојница (шифра функције 15)
      Слика 14 • Демонстрација Модбус функционалних кодова
      Погледајте Покретање Модбус функција, страница 17 за више информација о Модбус функцијама које су приказане у референтном дизајну.
14. Након што покренете демо, затворите ХиперТерминал.

Покретање Модбус функција
Овај одељак описује Модбус функције које су демонстриране у референтном дизајну.

Читање дискретних улаза (код функције 02)
ГПИО су повезани са 4 ДИП прекидача и 4 прекидача са дугметом. УКЉУЧИТЕ и ИСКЉУЧИТЕ ДИП прекидаче и прекидаче са дугмадима на СмартФусион2 напредном развојном комплету. Функционални код читања дискретних улаза приказује статусе прекидача као што је приказано на следећој слици.

Слика 15 • Читање дискретних улаза

Читање регистара задржавања (шифра функције 03)
Следећа слика приказује податке глобалног бафера дефинисане у фирмверу.
Слика 16 • Читање регистара задржавања

Читање улазних регистара (шифра функције 04)
Следећа слика приказује број секунди које је бројач у реалном времену (РТЦ) одбројао.
Слика 17 • Читање улазних регистара

Упишите више завојница (код функције 0×0Ф)
Следећа слика приказује податке регистра Врите Мултипле Цоилс за пребацивање ЛЕД диода повезаних на ГПИО.
Слика 18 • Врите Мултипле Цоил

Додатак: Подешавање плоче за покретање Модбус ТЦП референтног дизајна

Следећа слика приказује подешавање плоче за покретање референтног дизајна на плочи СмартФусион2 Адванцед Девелопмент Кит.

Слика 19 • СмартФусион2 Адванцед Девелопмент Кит Сетуп Боард

Додатак: Локације џемпера

Следећа слика приказује локације краткоспојника на плочи СмартФусион2 Адванцед Девелопмент Кит.

Слика 20 • СмартФусион2 напредни развојни комплет Силксцреен Топ View

Напомена: Џампери означени црвеном бојом су подразумевано постављени. Прескакачи означени зеленом бојом морају се подесити ручно.
Напомена: Локације скакача на претходној слици се могу претраживати.

Додатак: Покретање дизајна у режиму статичког ИП-а

Следећи кораци описују како да покренете дизајн у статичком ИП режиму:

1. Кликните десним тастером миша на прозор Пројецт Екплорер пројекта СофтЦонсоле и идите на Својства као што је приказано на следећој слици.
   Слика 21 • Прозор Пројецт Екплорер пројекта СофтЦонсоле
   
2. Уклоните симбол НЕТ_УСЕ_ДХЦП у подешавањима алата прозора Својства за Модбус_ТЦП_Апп. Следећа слика приказује прозор Својства за Модбус_ТЦП_Апп.
   Слика 22 • Прозор са својствима Пројецт Екплорер-а
   
3. Ако је уређај повезан у статичком ИП режиму, статичка ИП адреса плоче је 169.254.1.23, а затим промените Хост ТЦП/ИП подешавања тако да одражавају ИП адресу. Погледајте следећу слику и слику 24,
   Слика 23 • ТЦП/ИП подешавања главног рачунара
   
   Слика 24 • Поставке статичке ИП адресе
   
   Напомена: Када су ова подешавања конфигурисана, компајлирајте дизајн, учитајте дизајн у Фласх меморију и покрените дизајн користећи СофтЦонсоле.

ДГ0440 Демо водич Ревизија 7.0

Документи / Ресурси

Мицросеми ДГ0440 Покреће Модбус ТЦП референтни дизајн на СмартФусион2 уређајима [пдф] Упутство за кориснике ДГ0440 Покретање Модбус ТЦП референтног дизајна на СмартФусион2 уређајима, ДГ0440, Покретање Модбус ТЦП референтног дизајна на СмартФусион2 уређајима, Дизајнирање на СмартФусион2 уређајима

Референце

• Упутство за употребу