Microsemi DG0440 รันการออกแบบอ้างอิง Modbus TCP บนอุปกรณ์ SmartFusion2

สำนักงานใหญ่ของ บริษัท Microsemi
One Enterprise, อลิโซ วีโจ,
CA 92656 สหรัฐอเมริกา
ภายในสหรัฐอเมริกา: +1 800-713-4113
นอกสหรัฐอเมริกา: +1 949-380-6100
แฟกซ์: +1 949-215-4996
อีเมล: sales.support@microsemi.com
www.microsemi.com
© 2017 บริษัทไมโครเซมิ สงวนลิขสิทธิ์. Microsemi และโลโก้ Microsemi เป็นเครื่องหมายการค้าของ Microsemi Corporation เครื่องหมายการค้าและเครื่องหมายบริการอื่นๆ ทั้งหมดเป็นทรัพย์สินของเจ้าของที่เกี่ยวข้อง

Microsemi ไม่รับประกัน รับรอง หรือรับประกันเกี่ยวกับข้อมูลที่มีอยู่ในที่นี้ หรือความเหมาะสมของผลิตภัณฑ์และบริการสำหรับวัตถุประสงค์เฉพาะใดๆ และ Microsemi จะไม่รับผิดใด ๆ ที่เกิดขึ้นจากการใช้งานหรือการใช้ผลิตภัณฑ์หรือวงจรใดๆ ผลิตภัณฑ์ที่จำหน่ายในที่นี้และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ที่จำหน่ายโดย Microsemi ได้รับการทดสอบอย่างจำกัด และไม่ควรใช้ร่วมกับอุปกรณ์หรือการใช้งานที่มีความสำคัญต่อภารกิจ ข้อมูลจำเพาะด้านประสิทธิภาพใด ๆ ที่เชื่อว่าเชื่อถือได้แต่ไม่ได้รับการตรวจสอบ และผู้ซื้อต้องดำเนินการและดำเนินการตามประสิทธิภาพและการทดสอบผลิตภัณฑ์อื่นๆ ทั้งหมด เพียงอย่างเดียวและร่วมกับหรือติดตั้งในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายใดๆ ผู้ซื้อจะไม่พึ่งพาข้อมูลและประสิทธิภาพการทำงานหรือพารามิเตอร์ใด ๆ ที่ Microsemi ให้มา เป็นความรับผิดชอบของผู้ซื้อในการพิจารณาความเหมาะสมของผลิตภัณฑ์ใดๆ อย่างอิสระ และเพื่อทดสอบและตรวจสอบสิ่งเดียวกัน ข้อมูลที่ Microsemi ให้ไว้ด้านล่างนี้มีให้ "ตามที่เป็นอยู่" และมีข้อบกพร่องทั้งหมด และความเสี่ยงทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับข้อมูลดังกล่าวตกอยู่ที่ผู้ซื้อทั้งหมด Microsemi ไม่ให้สิทธิ์ในสิทธิบัตร ใบอนุญาต หรือสิทธิ์ในทรัพย์สินทางปัญญาอื่นใดแก่ฝ่ายใด ไม่ว่าโดยชัดแจ้งหรือโดยปริยาย ไม่ว่าจะเกี่ยวกับข้อมูลดังกล่าวเองหรือสิ่งใด ๆ ที่อธิบายโดยข้อมูลดังกล่าว ข้อมูลที่ให้ไว้ในเอกสารนี้เป็นกรรมสิทธิ์ของ Microsemi และ Microsemi ขอสงวนสิทธิ์ในการเปลี่ยนแปลงข้อมูลในเอกสารนี้หรือผลิตภัณฑ์และบริการใดๆ ได้ตลอดเวลาโดยไม่ต้องแจ้งให้ทราบ

เกี่ยวกับไมโครเซมิ
Microsemi Corporation (Nasdaq: MSCC) นำเสนอผลงานที่ครอบคลุมของเซมิคอนดักเตอร์และระบบโซลูชันสำหรับการบินและอวกาศและการป้องกัน การสื่อสาร ศูนย์ข้อมูล และตลาดอุตสาหกรรม ผลิตภัณฑ์ประกอบด้วยวงจรรวมสัญญาณผสมแบบอะนาล็อกที่มีประสิทธิภาพสูงและชุบแข็งด้วยรังสี, FPGA, SoCs และ ASIC; ผลิตภัณฑ์การจัดการพลังงาน อุปกรณ์จับเวลาและซิงโครไนซ์และการแก้ปัญหาเวลาที่แม่นยำ การกำหนดมาตรฐานโลกสำหรับเวลา อุปกรณ์ประมวลผลเสียง โซลูชั่น RF; ส่วนประกอบที่ไม่ต่อเนื่อง โซลูชันการจัดเก็บข้อมูลและการสื่อสารระดับองค์กร เทคโนโลยีการรักษาความปลอดภัย และการป้องกันการปรับขนาดได้ampเอ้อ ผลิตภัณฑ์; โซลูชันอีเทอร์เน็ต Power-over-Ethernet ICs และมิดสแปน; ตลอดจนความสามารถในการออกแบบและบริการที่กำหนดเอง Microsemi มีสำนักงานใหญ่อยู่ที่เมือง Aliso Viejo รัฐแคลิฟอร์เนีย และมีพนักงานประมาณ 4,800 คนทั่วโลก ศึกษาเพิ่มเติมได้ที่ www.microsemi.com.

ประวัติการแก้ไข

ประวัติการแก้ไขจะอธิบายการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในเอกสาร โดยจะแสดงรายการการเปลี่ยนแปลงตามการแก้ไข โดยเริ่มจากการเผยแพร่ครั้งล่าสุด

การแก้ไขครั้งที่ 7.0
อัปเดตเอกสารสำหรับการเผยแพร่ซอฟต์แวร์ Libero v11.8

การแก้ไขครั้งที่ 6.0
การเปลี่ยนแปลงต่อไปนี้เกิดขึ้นในการแก้ไข 6.0 ของเอกสารนี้

• ข้อกำหนดการออกแบบ Libero SoC, FlashPro และ SoftConsole ได้รับการอัปเดตในข้อกำหนดการออกแบบ หน้า 5
• ตลอดทั้งคู่มือนี้ ชื่อของโครงการ SoftConsole ที่ใช้ในการออกแบบตัวอย่างและรูปภาพที่เกี่ยวข้องทั้งหมดจะได้รับการอัปเดต

การแก้ไขครั้งที่ 5.0
อัปเดตเอกสารสำหรับซอฟต์แวร์ Libero v11.7 (SAR 76559)

การแก้ไขครั้งที่ 4.0
อัปเดตเอกสารสำหรับซอฟต์แวร์ Libero v11.6 (SAR 72924)

การแก้ไขครั้งที่ 3.0
อัปเดตเอกสารสำหรับซอฟต์แวร์ Libero v11.5 (SAR 63972)

การแก้ไขครั้งที่ 2.0
อัปเดตเอกสารสำหรับซอฟต์แวร์ Libero v11.3 (SAR 56538)

การแก้ไขครั้งที่ 1.0
อัปเดตเอกสารสำหรับซอฟต์แวร์ Libero v11.2 (SAR 53221)

การรัน Modbus TCP Reference Design บนอุปกรณ์ SmartFusion2 โดยใช้ IwIP และ FreeRTOS

การแนะนำ
Microsemi นำเสนอการออกแบบอ้างอิงสำหรับอุปกรณ์ SmartFusion®2 SoC FPGA ที่แสดงให้เห็น
คุณสมบัติของตัวควบคุมการเข้าถึงสื่ออีเทอร์เน็ตความเร็วสามระดับ (TSEMAC) ของ SmartFusion2 SoC FPGA และใช้โปรโตคอล Modbus การออกแบบอ้างอิงทำงานบนคู่มือผู้ใช้ SmartFusion0557 SoC FPGA Advanced Development Kit UG2: คู่มือสาธิตนี้จะอธิบาย

• การใช้งาน SmartFusion2 TSEMAC ที่เชื่อมต่อกับ PHY ซึ่งเป็นอินเทอร์เฟซอิสระแบบกิกะบิตอนุกรม (SGMII)
•  การรวมไดรเวอร์ SmartFusion2 MAC เข้ากับโปรโตคอลควบคุมการส่งสัญญาณ IP น้ำหนักเบา (IwIP) (TCP) หรือสแต็ก IP และระบบปฏิบัติการเรียลไทม์ฟรี (RTOS)
• ชั้นแอปพลิเคชันที่มีโปรโตคอลอัตโนมัติอุตสาหกรรม Modbus บน TCP หรือ IP
• วิธีการเรียกใช้การออกแบบอ้างอิง

ระบบย่อยไมโครคอนโทรลเลอร์ (MSS) ของ SmartFusion2 SoC FPGA มีอินสแตนซ์ของอุปกรณ์ต่อพ่วง TSEMAC โดยสามารถกำหนดค่า TSEMAC ระหว่างโปรเซสเซอร์โฮสต์และเครือข่ายอีเทอร์เน็ตด้วยอัตราการถ่ายโอนข้อมูล (ความเร็วสาย) ดังต่อไปนี้:

• 10 เมกะบิตต่อวินาที
• 100 เมกะบิตต่อวินาที
• 1000 เมกะบิตต่อวินาที

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับอินเทอร์เฟซ TSEMAC สำหรับอุปกรณ์ SmartFusion2 โปรดดู UG0331: คู่มือผู้ใช้ระบบไมโครคอนโทรลเลอร์ SmartFusion2

การใช้โปรโตคอล Modbus
Modbus เป็นโปรโตคอลการส่งข้อความของชั้นแอปพลิเคชันที่มีอยู่ในระดับที่เจ็ดของ
แบบจำลองการเชื่อมต่อระบบเปิด (OSI) ช่วยให้สามารถสื่อสารระหว่างไคลเอ็นต์หรือเซิร์ฟเวอร์กับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อในบัสหรือเครือข่ายประเภทต่างๆ ได้ แบบจำลองนี้ถือเป็นโปรโตคอลบริการที่นำเสนอบริการต่างๆ มากมายตามรหัสฟังก์ชัน รหัสฟังก์ชัน Modbus เป็นองค์ประกอบของหน่วยข้อมูลโปรโตคอลคำขอหรือตอบกลับ Modbus ส่วนประกอบของโปรโตคอล Modbus ประกอบด้วย:

• TCP หรือ IP ผ่านอีเทอร์เน็ต
• การส่งข้อมูลแบบอนุกรมแบบอะซิงโครนัสผ่านสื่อต่างๆ
• ลวด:
  • อีไอเอ/TIA-232-อี
  • อีไอเอ-422
  • ไฟเบอร์ EIA/TIA-485-A
• วิทยุ
• Modbus PLUS เครือข่ายการส่งผ่านโทเค็นความเร็วสูง

รูปต่อไปนี้อธิบายถึงสแต็กการสื่อสาร Modbus สำหรับเครือข่ายการสื่อสารต่างๆ

รูปที่ 1 • สแต็กการสื่อสาร Modbus

การใช้โปรโตคอล Modbus บนอุปกรณ์ SmartFusion2
เซิร์ฟเวอร์ Modbus TCP ทำงานบน SmartFusion2 Advanced Development Kit และตอบสนองต่อไคลเอนต์ Modbus TCP ที่ทำงานบนพีซีโฮสต์ รูปภาพต่อไปนี้แสดงแผนผังบล็อกของเซิร์ฟเวอร์ Modbus TCP และแอปพลิเคชันบนอุปกรณ์ SmartFusion2

รูปที่ 2 • แผนผังบล็อกของเซิร์ฟเวอร์ Modbus TCP และแอปพลิเคชันบน SmartFusion2

ข้อกำหนดด้านการออกแบบ
ตารางต่อไปนี้แสดงข้อกำหนดด้านการออกแบบฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์

ตารางที่ 1 • ข้อกำหนดและรายละเอียดการออกแบบอ้างอิง

ข้อกำหนดการออกแบบ: คำอธิบาย
ฮาร์ดแวร์

• ชุดพัฒนาขั้นสูง SmartFusion2
  – สาย USB A ถึงมินิ-B
  – อแดปเตอร์ 12 โวลต์
  Rev A หรือใหม่กว่า
• สายอีเทอร์เน็ต RJ45
• โปรแกรมจำลองเทอร์มินัลอนุกรมใด ๆ ต่อไปนี้:
  – ไฮเปอร์เทอร์มินัล
  – เทราเทิร์ม
  – พุตตี้
• โฮสต์พีซีหรือแล็ปท็อประบบปฏิบัติการ Windows 64 บิต

ซอฟต์แวร์

• Libero® ระบบบนชิป (SoC) v11.8
• ซอฟต์คอนโซล v4.0
• ซอฟต์แวร์โปรแกรม FlashPro v11.8
• ไดรเวอร์ USB ถึง UART –
• ไดรเวอร์ MSS Ethernet MAC เวอร์ชัน 3.1.100
• โปรแกรมจำลองเทอร์มินัลแบบอนุกรม HyperTerminal, TeraTerm หรือ PuTTY
• เบราว์เซอร์ Mozilla Firefox หรือ Internet Explorer

การออกแบบสาธิต
หัวข้อต่อไปนี้จะอธิบายเกี่ยวกับการออกแบบสาธิตการออกแบบอ้างอิง Modbus TCP บนอุปกรณ์ SmartFusion2 โดยใช้ IwIP และ FreeRTOS
การออกแบบสาธิต files สามารถดาวน์โหลดได้ที่:
http://soc.microsemi.com/download/rsc/?f=m2s_dg0440_liberov11p8_df
การออกแบบสาธิต fileรวมถึง:

• ลิเบโร่
• การเขียนโปรแกรม files
• เครื่องมือโฮสต์
• อ่านฉัน

รูปต่อไปนี้แสดงโครงสร้างระดับบนสุดของการออกแบบ files. สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมโปรดดูที่ Readme.txt file.

รูปที่ 3 • การออกแบบสาธิต Fileโครงสร้างระดับบนสุด

 คุณสมบัติการออกแบบสาธิต
การออกแบบอ้างอิงประกอบด้วย:

• โครงการ Libero SoC Verilog เสร็จสมบูรณ์
• โครงการเฟิร์มแวร์ SoftConsole

การออกแบบอ้างอิงสามารถรองรับโค้ดฟังก์ชัน Modbus ต่อไปนี้ได้ โดยขึ้นอยู่กับการตั้งค่าสแต็กการสื่อสาร Modbus ฟรี:

• อ่านรีจิสเตอร์อินพุต (รหัสฟังก์ชั่น 0×04)
• อ่านรีจิสเตอร์โฮลดิ้ง (รหัสฟังก์ชั่น 0×03)
• เขียนรีจิสเตอร์เดี่ยว (รหัสฟังก์ชัน 0×06)
• เขียนรีจิสเตอร์หลายตัว (รหัสฟังก์ชัน 0×10)
• อ่านหรือเขียนรีจิสเตอร์หลายตัว (รหัสฟังก์ชัน 0×17)
• อ่านคอยล์ (รหัสฟังก์ชั่น 0×01)
• เขียนคอยล์เดี่ยว (รหัสฟังก์ชั่น 0×05)
• เขียนคอยล์หลายตัว (รหัสฟังก์ชัน 0×0F)
• อ่านอินพุตแบบแยกส่วน (รหัสฟังก์ชั่น (0×02)

การออกแบบอ้างอิงรองรับโค้ดฟังก์ชัน Modbus ต่อไปนี้สำหรับการตั้งค่าสแต็กการสื่อสาร Modbus ฟรีทั้งหมด:

• อ่านรีจิสเตอร์อินพุต (รหัสฟังก์ชั่น 0×04)
• อ่านอินพุตแบบแยกส่วน (รหัสฟังก์ชั่น (0×02)
• เขียนคอยล์หลายตัว (รหัสฟังก์ชัน 0×0F)
• อ่านรีจิสเตอร์โฮลดิ้ง (รหัสฟังก์ชั่น 0×03)

คำอธิบายการออกแบบสาธิต
การออกแบบนี้ใช้อินเทอร์เฟซ SGMII PHY โดยกำหนดค่า TSEMAC ให้ทำงานอินเทอร์เฟซสิบบิต (TBI) สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับอินเทอร์เฟซ TSEMAC TBI โปรดดู UG0331: คู่มือผู้ใช้ระบบย่อยไมโครคอนโทรลเลอร์ SmartFusion2

โครงการฮาร์ดแวร์ Libero SoC
รูปต่อไปนี้แสดงการใช้งานการออกแบบฮาร์ดแวร์ซึ่งเฟิร์มแวร์สเลฟการออกแบบอ้างอิงทำงานอยู่

รูปที่ 4 • การออกแบบฮาร์ดแวร์ระดับสูงสุดของ Libero SoC

โครงการฮาร์ดแวร์ Libero SoC ใช้ทรัพยากร MSS และ IP ของ SmartFusion2 ต่อไปนี้:

• อินเทอร์เฟซ TSEMAC TBI
• MMUART_0 สำหรับการสื่อสาร RS-232 บนชุดพัฒนาขั้นสูง SmartFusion2
• แป้นอินพุตเฉพาะ 0 เป็นแหล่งสัญญาณนาฬิกา
• อินพุตและเอาต์พุตวัตถุประสงค์ทั่วไป (GPIO) ที่เชื่อมต่อต่อไปนี้:
  • ไดโอดเปล่งแสง (LED) : 4 ตัวเลข
  • ปุ่มกด : 4 ตัวเลข
  • สวิตช์แพ็คเกจอินไลน์ (DIP) แบบคู่: 4 หมายเลข
• ทรัพยากรบอร์ดต่อไปนี้เชื่อมโยงกับคำสั่ง Modbus:
  • LED (คอยล์)
  • สวิตช์ DIP (อินพุตแยกส่วน)
  • ปุ่มกด (อินพุตแยกกัน)
  • นาฬิกาเวลาจริง (RTC) (รีจิสเตอร์อินพุต)
• อินเทอร์เฟซแบบอนุกรมความเร็วสูง (SERDESIF) SERDES_IF IP กำหนดค่าไว้สำหรับเลน EPCS 3 ของ SERDESIF_3 ดูรูปต่อไปนี้ หากต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับอินเทอร์เฟซแบบอนุกรมความเร็วสูง โปรดดูคู่มือผู้ใช้อินเทอร์เฟซแบบอนุกรมความเร็วสูง FPGA UG0447- SmartFusion2 และ IGLOO2

ภาพต่อไปนี้แสดงหน้าต่างตัวกำหนดค่าอินเทอร์เฟซอนุกรมความเร็วสูง

รูปที่ 5 • หน้าต่างตัวกำหนดค่าอินเทอร์เฟซอนุกรมความเร็วสูง

การกำหนดพินแพ็คเกจ
การกำหนดพินแพ็กเกจสำหรับ LED สวิตช์ DIP สวิตช์ปุ่มกด และสัญญาณอินเทอร์เฟซ PHY แสดงอยู่ในตารางต่อไปนี้ผ่านตารางที่ 5 หน้า 9

ตาราง 2 • การกำหนดพิน LED ไปยังแพ็คเกจ

• พินแพ็คเกจเอาท์พุต
• ไฟ LED_1 D26
• ไฟ LED_2 F26
• ไฟ LED_3 A27
• ไฟ LED_4 C26

ตาราง 3 • สวิตช์ DIP สำหรับการกำหนดพินแพ็คเกจ

• พินแพ็คเกจเอาท์พุต
• DIP1 F25
• ดีไอพี2จี25
• ดีไอพี3 เจ23
• ดีไอพี4 เจ22

ตาราง 4 • สวิตช์ปุ่มกดเพื่อกำหนดพินแพ็คเกจ

• พินแพ็คเกจเอาท์พุต
• สวิตช์1 J25
• สวิตช์2 H25
• สวิตช์3 J24
• สวิตช์4 H23

ตาราง 5 • สัญญาณอินเทอร์เฟซ PHY ไปยังการกำหนดพินแพ็กเกจ

• ชื่อพอร์ต ทิศทาง แพ็คเกจ พิน
• PHY_MDC เอาท์พุต F3
• PHY_MDIO อินพุต K7
• PHY_RST เอาท์พุต F2

โครงการเฟิร์มแวร์ SoftConsole
เรียกใช้โปรเจ็กต์ SoftConsole โดยใช้ IDE SoftConsole แบบสแตนด์อโลน เวอร์ชันต่อไปนี้ของสแต็กใช้สำหรับการออกแบบอ้างอิง:

• lwIP TCP หรือ IP stack เวอร์ชัน 1.3.2
• เซิร์ฟเวอร์ Modbus TCP เวอร์ชัน 1.5 (www.freemodbus.org) พร้อมการปรับปรุงเพื่อรองรับโค้ดฟังก์ชันครบถ้วนเช่นเซิร์ฟเวอร์ Modbus TCP
• ฟรีRTOS (www.freertos.org)

รูปภาพต่อไปนี้แสดงโครงสร้างไดเร็กทอรีสแต็กซอฟต์แวร์ SoftConsole ของการออกแบบ

รูปที่ 6 • หน้าต่าง SoftConsole Project Explorer

พื้นที่ทำงาน SoftConsole ประกอบด้วยโปรเจ็กต์ Modbus_TCP_App ที่มีแอปพลิเคชัน Modbus TCP (ซึ่งใช้ lwIP และ FreeRTOS) และเลเยอร์การแยกเฟิร์มแวร์และฮาร์ดแวร์ทั้งหมดที่สอดคล้องกับการออกแบบฮาร์ดแวร์
รูปต่อไปนี้แสดงเวอร์ชันไดร์เวอร์ที่ใช้สำหรับการสาธิต

รูปที่ 7 • เวอร์ชันไดรเวอร์การออกแบบสาธิต

การตั้งค่าการออกแบบสาธิต
ขั้นตอนต่อไปนี้อธิบายวิธีการตั้งค่าการสาธิตสำหรับบอร์ด SmartFusion2 Advanced Development Kit:

1. เชื่อมต่อพีซีโฮสต์กับขั้วต่อ J33 โดยใช้สาย USB A ถึงมินิ-B ระบบจะตรวจพบไดรเวอร์บริดจ์ตัวรับ/ตัวส่งสัญญาณอะซิงโครนัสสากล (UART) ของ USB ถึงโดยอัตโนมัติ
2. จากพอร์ตการสื่อสาร (COM) สี่พอร์ตที่ตรวจพบ ให้คลิกขวาที่พอร์ต COM พอร์ตใดพอร์ตหนึ่ง แล้วเลือก Properties หน้าต่างคุณสมบัติพอร์ต COM ที่เลือกจะปรากฏขึ้น ดังแสดงในรูปต่อไปนี้
3. ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีตำแหน่งเป็นตัวแปลงอนุกรม USB FP5 C ในหน้าต่างคุณสมบัติตามที่แสดงในภาพต่อไปนี้

บันทึก: จดบันทึกหมายเลขพอร์ต COM สำหรับการกำหนดค่าพอร์ตซีเรียล และตรวจสอบให้แน่ใจว่าตำแหน่งพอร์ต COM ได้รับการระบุไว้ใน USB FP5 Serial Converter C

รูปที่ 8 • หน้าต่างตัวจัดการอุปกรณ์

4. ติดตั้งไดรเวอร์ USB หากไม่ตรวจพบไดรเวอร์ USB โดยอัตโนมัติ
5. ติดตั้งไดรเวอร์ FTDI D2XX สำหรับการสื่อสารเทอร์มินัลแบบอนุกรมผ่านสายมินิ USB ของ FTDI ดาวน์โหลดไดรเวอร์และคู่มือการติดตั้งจาก:
   www.microsemi.com/soc/documents/CDM_2.08.24_WHQL_Certified.zip
6. เชื่อมต่อจัมเปอร์บนบอร์ด SmartFusion2 Advanced Development Kit ตามที่แสดงในตารางต่อไปนี้ สำหรับข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งจัมเปอร์ โปรดดูภาคผนวก: ตำแหน่งจัมเปอร์ หน้า 19

คำเตือน: ปิดสวิตช์แหล่งจ่ายไฟ SW7 ก่อนที่จะเชื่อมต่อจัมเปอร์
ตารางที่ 6 • การตั้งค่าจัมเปอร์ชุดพัฒนาขั้นสูง SmartFusion2

• จัมเปอร์พินจากพินไปยังความคิดเห็น
• J116, J353, J354, J54 1 2 เหล่านี้เป็นการตั้งค่าจัมเปอร์เริ่มต้นของบอร์ด Advanced Development Kit ตรวจสอบให้แน่ใจว่าจัมเปอร์
• J123 2 3 ได้ถูกตั้งค่าให้สอดคล้องกัน
• J124, J121, J32 1 2 เจTAG การเขียนโปรแกรมผ่าน FTDI

7. เชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟเข้ากับขั้วต่อ J42 ในบอร์ด SmartFusion2 Advanced Development Kit
8. การออกแบบนี้เช่นample สามารถทำงานในโหมด IP แบบคงที่และ IP แบบไดนามิก โดยค่าเริ่มต้น การเขียนโปรแกรม fileมีการจัดเตรียมไว้สำหรับโหมด IP แบบไดนามิก
   • สำหรับ IP แบบคงที่ ให้เชื่อมต่อพีซีโฮสต์กับขั้วต่อ J21 ของ
     บอร์ดชุดพัฒนาขั้นสูง SmartFusion2 ที่ใช้สายเคเบิล RJ45
   • สำหรับ IP แบบไดนามิก ให้เชื่อมต่อพอร์ตเครือข่ายเปิดพอร์ตใดพอร์ตหนึ่งเข้ากับขั้วต่อ J21 ของบอร์ด SmartFusion2 Advanced Development Kit โดยใช้สายเคเบิล RJ45

ภาพรวมการตั้งค่าบอร์ด
ภาพรวมของบอร์ด SmartFusion2 Advanced Development Kit พร้อมการเชื่อมต่อการตั้งค่าทั้งหมดมีอยู่ในภาคผนวก: การตั้งค่าบอร์ดสำหรับการรัน Modbus TCP อ้างอิงการออกแบบ หน้า 18

เรียกใช้การออกแบบสาธิต
ขั้นตอนต่อไปนี้อธิบายวิธีการเรียกใช้การออกแบบสาธิต:

1. ดาวน์โหลดการออกแบบ file จาก:
   http://soc.microsemi.com/download/rsc/?f=m2s_dg0440_liberov11p8_df
2. เปิดสวิตช์จ่ายไฟ SW7
3. เริ่มต้นโปรแกรมจำลองเทอร์มินัลแบบอนุกรม เช่น:
   • ไฮเปอร์เทอร์มินัล
   • พุตตี้
   • เทราเทอม
     หมายเหตุ: ในการสาธิตนี้จะใช้ HyperTerminal
     การกำหนดค่าของโปรแกรมมีดังนี้:
   • บอดเรท: 115200
   • 8 บิตข้อมูล
   • 1 บิตหยุด
   • ไม่มีความเท่าเทียมกัน
   • ไม่มีการควบคุมการไหล
     สำหรับข้อมูลเกี่ยวกับการกำหนดค่าโปรแกรมจำลองเทอร์มินัลแบบอนุกรม โปรดดูที่ การกำหนดค่าโปรแกรมจำลองเทอร์มินัลแบบอนุกรม
4. เปิดซอฟต์แวร์ FlashPro
5. คลิกโครงการใหม่
6. ในหน้าต่างโครงการใหม่ ให้ป้อนชื่อโครงการ ดังที่แสดงในรูปต่อไปนี้

รูปที่ 9 • โปรเจ็กต์ใหม่ของ FlashPro

7. คลิก เรียกดู และนำทางไปยังตำแหน่งที่คุณต้องการบันทึกโครงการ
8. เลือกอุปกรณ์เดียวเป็นโหมดการตั้งโปรแกรม
9. คลิก ตกลง เพื่อบันทึกโครงการ
10. คลิกกำหนดค่าอุปกรณ์
11. คลิกเรียกดูและนำทางไปยังตำแหน่งที่ Modbus_TCP_top.stp file ตั้งอยู่และเลือก file- ตำแหน่งเริ่มต้นคือ:
    (\SF2_Modbus_TCP_Ref_Design_DF\การเขียนโปรแกรมfile\Modbus_TCP_top.stp) การเขียนโปรแกรมที่จำเป็น file ถูกเลือกและพร้อมที่จะถูกตั้งโปรแกรมในอุปกรณ์ดังแสดงในรูปต่อไปนี้
    รูปที่ 10 • กำหนดค่าโครงการ FlashPro
    
12. คลิก PROGRAM เพื่อเริ่มตั้งโปรแกรมอุปกรณ์ รอจนกว่าจะมีข้อความปรากฏขึ้นเพื่อแจ้งว่าโปรแกรมผ่านแล้ว การสาธิตนี้ต้องการให้ตั้งโปรแกรมอุปกรณ์ SmartFusion2 ไว้ล่วงหน้าด้วยรหัสแอปพลิเคชันเพื่อเปิดใช้งานแอปพลิเคชัน Modbus อุปกรณ์ SmartFusion2 จะถูกตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้าด้วย Modbus_TCP_top.stp โดยใช้ซอฟต์แวร์ FlashPro
    รูปที่ 11 • โปรแกรม FlashPro ผ่าน
    หมายเหตุ: หากต้องการเรียกใช้การออกแบบในโหมด IP แบบคงที่ ให้ทำตามขั้นตอนที่กล่าวถึงในภาคผนวก: การเรียกใช้การออกแบบในโหมด IP แบบคงที่ หน้า 20
13.  ปิดและเปิดบอร์ดพัฒนาขั้นสูง SmartFusion2
    ข้อความต้อนรับพร้อมที่อยู่ IP จะปรากฏในหน้าต่าง HyperTerminal ดังที่แสดงในรูปต่อไปนี้
    รูปที่ 12 • HyperTerminal พร้อมที่อยู่ IP
    เปิดพรอมต์คำสั่งใหม่บนพีซีโฮสต์ ไปที่โฟลเดอร์
    (\SF2_Modbus_TCP_Ref_Design_DF\HostTool) โดยที่
    โปรแกรม SmartFusion2_Modbus_TCP_Client.exe file มีอยู่ให้ป้อนคำสั่ง: SmartFusion2_Modbus_TCP_Client.exe ดังแสดงในรูปต่อไปนี้
    รูปที่ 13 • การเรียกใช้งาน Modbus Client
    รูปต่อไปนี้แสดงฟังก์ชัน Modbus TCP ที่กำลังทำงาน ฟังก์ชันเหล่านี้มีดังนี้:
    • อ่านอินพุตแบบแยกส่วน (รหัสฟังก์ชั่น 02)
    • อ่านรีจิสเตอร์โฮลดิ้ง (รหัสฟังก์ชั่น 03)
    • อ่านรีจิสเตอร์อินพุต (รหัสฟังก์ชั่น 04)
    • เขียนคอยล์หลายตัว (โค้ดฟังก์ชั่น 15)
      รูปที่ 14 • การสาธิตโค้ดฟังก์ชัน Modbus
      ดูการทำงานของฟังก์ชัน Modbus ที่หน้า 17 เพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับฟังก์ชัน Modbus ที่สาธิตไว้ในการออกแบบอ้างอิง
14. หลังจากรันการสาธิตแล้วให้ปิด HyperTerminal

การเรียกใช้ฟังก์ชัน Modbus
หัวข้อนี้จะอธิบายฟังก์ชัน Modbus ที่ได้รับการสาธิตในการออกแบบอ้างอิง

อ่านอินพุตแบบแยกส่วน (รหัสฟังก์ชั่น 02)
GPIO เชื่อมต่อกับสวิตช์ DIP 4 ตัวและสวิตช์ปุ่มกด 4 ตัว เปิดและปิดสวิตช์ DIP และสวิตช์ปุ่มกดบน SmartFusion2 Advanced Development Kit อ่านรหัสฟังก์ชันอินพุตแยกส่วนเพื่อแสดงสถานะของสวิตช์ดังที่แสดงในรูปต่อไปนี้

รูปที่ 15 • อ่านอินพุตแบบแยกส่วน

อ่านรีจิสเตอร์โฮลดิ้ง (รหัสฟังก์ชั่น 03)
รูปต่อไปนี้แสดงข้อมูลบัฟเฟอร์ทั่วโลกที่กำหนดไว้ในเฟิร์มแวร์
รูปที่ 16 • อ่านรีจิสเตอร์โฮลดิ้ง

อ่านรีจิสเตอร์อินพุต (รหัสฟังก์ชั่น 04)
รูปต่อไปนี้แสดงจำนวนวินาทีที่ตัวนับแบบเรียลไทม์ (RTC) นับได้
รูปที่ 17 • อ่านรีจิสเตอร์อินพุต

เขียนคอยล์หลายตัว (รหัสฟังก์ชัน 0×0F)
รูปต่อไปนี้แสดงข้อมูลรีจิสเตอร์เขียนขดลวดหลายตัวเพื่อสลับไฟ LED ที่เชื่อมต่อกับ GPIO
รูปที่ 18 • เขียนคอยล์หลายตัว

ภาคผนวก: การตั้งค่าบอร์ดสำหรับการเรียกใช้ Modbus TCP การออกแบบอ้างอิง

รูปต่อไปนี้แสดงการตั้งค่าบอร์ดสำหรับการรันการออกแบบอ้างอิงบนบอร์ด SmartFusion2 Advanced Development Kit

รูปที่ 19 • การตั้งค่าบอร์ด SmartFusion2 Advanced Development Kit

ภาคผนวก: ตำแหน่งจัมเปอร์

รูปต่อไปนี้แสดงตำแหน่งจัมเปอร์บนบอร์ด SmartFusion2 Advanced Development Kit

รูปที่ 20 • ชุดพัฒนาขั้นสูง SmartFusion2 การพิมพ์สกรีนด้านบน View

บันทึก: จัมเปอร์ที่เน้นด้วยสีแดงจะถูกตั้งค่าไว้ตามค่าเริ่มต้น จัมเปอร์ที่เน้นด้วยสีเขียวจะต้องตั้งค่าด้วยตนเอง
บันทึก: ตำแหน่งของจัมเปอร์ในรูปก่อนหน้าสามารถค้นหาได้

ภาคผนวก: การรันการออกแบบในโหมด IP แบบคงที่

ขั้นตอนต่อไปนี้อธิบายวิธีการรันการออกแบบในโหมด IP แบบคงที่:

1. คลิกขวาที่หน้าต่าง Project Explorer ของโครงการ SoftConsole และไปที่ Properties ตามที่แสดงในภาพต่อไปนี้
   รูปที่ 21 • หน้าต่าง Project Explorer ของโครงการ SoftConsole
   
2. ลบสัญลักษณ์ NET_USE_DHCP ใน Tool Settings ของหน้าต่าง Properties for Modbus_TCP_App รูปภาพต่อไปนี้แสดงหน้าต่าง Properties for Modbus_TCP_App
   รูปที่ 22 • หน้าต่างคุณสมบัติของ Project Explorer
   
3. หากอุปกรณ์เชื่อมต่อในโหมด IP แบบคงที่ ที่อยู่ IP แบบคงที่ของบอร์ดจะเป็น 169.254.1.23 จากนั้นเปลี่ยนการตั้งค่า TCP/IP ของโฮสต์เพื่อให้สะท้อนถึงที่อยู่ IP ดูภาพต่อไปนี้และภาพที่ 24
   รูปที่ 23 • การตั้งค่า TCP/IP ของโฮสต์พีซี
   
   รูปที่ 24 • การตั้งค่าที่อยู่ IP แบบคงที่
   
   บันทึก: เมื่อกำหนดค่าการตั้งค่าเหล่านี้แล้ว ให้คอมไพล์การออกแบบ โหลดการออกแบบลงในหน่วยความจำแฟลช และเรียกใช้การออกแบบโดยใช้ SoftConsole

DG0440 คู่มือการสาธิต Revision 7.0

เอกสาร / แหล่งข้อมูล

Microsemi DG0440 รันการออกแบบอ้างอิง Modbus TCP บนอุปกรณ์ SmartFusion2 [พีดีเอฟ] คู่มือการใช้งาน DG0440 การรัน Modbus TCP การออกแบบอ้างอิงบนอุปกรณ์ SmartFusion2, DG0440, การรัน Modbus TCP การออกแบบอ้างอิงบนอุปกรณ์ SmartFusion2, การออกแบบบนอุปกรณ์ SmartFusion2

อ้างอิง

• คู่มือการใช้งาน