ARM与uCOS-II驱动的以太网-CAN协议转换网关研究

本篇论文主要探讨了"基于ARM和uCOS-II的以太网与CAN总线协议转换网关的研究"。作者司风雷和陈永泰来自武汉理工大学信息工程学院，他们针对高性能嵌入式ARM7硬件开发平台进行了深入研究。文章首先分析了CAN总线和以太网这两种常见的工业控制网络技术，CAN总线作为现场总线的一种，因其广泛应用和实时性而受到重视，而以太网及TCP/IP协议则提供了高效的信息交换能力。 论文的核心内容聚焦在设计一种网关解决方案，通过实现帧的拆分和重组，使CAN总线和以太网能够进行有效的协议转换。这样做的目的是为了实现不同网络之间的互连，即把基于TCP/IP协议的计算机网络设备（如服务器、计算机）与基于CAN总线协议的底层现场设备（如传感器、执行器）连接起来，以满足工业控制领域对于实时性、可靠性和信息共享的需求。 由于传统的8位和16位微控制器平台在处理复杂任务和实时性上存在局限，因此，研究者选择使用性能更强的32位ARM内核微控制器LPC2292，结合嵌入式实时操作系统uCOS-II，构建了一种嵌入式网关。这个网关硬件电路结构以ARM7为核心，包含了通信协议的设计和实现，旨在提高系统的处理能力和数据传输效率。 论文的关键技术点包括： 1. **嵌入式系统设计**：使用LPC2292作为核心处理器，集成TCP/IP协议栈，同时运行uCOS-II以支持实时任务调度。 2. **协议转换**：通过解析和重构帧结构，实现CAN总线和以太网数据包的无缝转换，确保不同协议间的有效交互。 3. **实时性与可靠性**：通过32位处理器和嵌入式操作系统的优化，提升网关在工业现场环境中的响应速度和任务处理能力。 4. **应用前景**：讨论了将控制网络与信息网络融合的重要性和对全厂甚至全球信息共享的影响，以及该技术在工业自动化领域的潜在应用价值。 这篇论文不仅深入剖析了技术细节，还对未来工业控制网络的发展趋势进行了思考，为实际工业环境中的网络互连提供了实用的设计方案。