现场总线消息排队方法和设备技术

提供一种至少允许两个现场总路线消息的部分被存储在现场总线器件（３０）中的方法和设备。该现场总线器件（３０）包括介质存取单元（３２）、现场总路线通信控制器（３４）和控制器（３６）。介质存取单元（３２）可耦合到现场总线环路（１２）、以接收现场总线信号并提供与现场总线相关的数字比特流。现场总线通信控制器（３６）至少将与来自比特流的两个现场总线消息部分相关的数据段组装、并将该段储存在接收ＦＩＦＯ存储器（４６）中。控制器（３６）适于从接收ＦＩＦＯ存储器（４６）读取该段、并根据现场总线消息而动作。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

处理工业使用各种器件监测和控制工业过程。这种器件包括处理变量发送器、处理激励器、处理报警装置、和处理控制模块。
技术介绍
处理变量发送器用于监测与工业处理相关的处理变量。这种变量包括压力、温度、流量、电平、PH值、浊度、密度、浓度、化学组份和其它参数。处理激励器用于控制阀、泵、加热器、搅拌器、电磁线圈、通风口及其它类似器件。处理报警装置用于远距离监测处理变量发送器提供的变量中的特定处理变量，如果处理变量偏离标准值达到不可接收的程度，则发出报警。处理控制模块接收与来自处理变量发送器的处理相关的信息，根据接收的信息进行分析、并启动校正动作。通常，处理控制模块位于控制室中，以便与用户交互。由于处理场所环境的易挥发特性，所以处理器件不应产生能接触到并引爆大气和易燃材料的火花。设置由日本电器公司(NEC)第500-503节(1996年出版)中规定的防爆壳、或设置内部安全电路，则处理器件一般能满足这种设计要求。当处理器件内部安全时，它在低功率等级下操作，既使在错误的状态下、该低功率一般也不会产生具有足以导致引爆能量的火花。由于附加外部电源通常不能在现场给处理器件提供电能，所以这种设计标准被复杂化了。于是，处理器件在防爆和内部安全的同时、必需依靠从处理环路自身提供的电能。尽管低功率处理器件仍完全依靠来自处理控制环路的电能，但它能够满足内部安全的规定。在处理工业中，处理器件之间快速可靠的通信是非常重要的。以往，这种通信包括处理变量发送器根据处理变量控制流过处理控制环路的电流量。电流从控制室的电流源提供，处理变量发送器控制来自现场位置的电流量。例如，当20mA表示满刻度读数时，4毫安(mA)则表示零读数。随着技术的进步，日益需要越来越多地提供处理和处理器件本身的信息。FoundationTMFieldbus and Profibus-PA(总称为“现场总路线”)是用于连接诸如处理控制系统中的监测和模拟装置等现场仪器和其它处理器件的多点串行数字通信协议。现场总线协议的具体层面由美国标准仪器协会I(SA-S50.02-1992)及其第2次增补草案(1995年出版)、或IEC1158-2(1993年出版)限定。现场总线允许在保持给连接到现场总线环路的处理器件提供电能、并满足内部安全要求的同时在前述处理控制环路方法中加强的数字通信。现场总线的引入最初提供允许31,250比特/秒通信的数字处理环路。而后，现场总线的修正允许1百万比特/秒和2.5百万比特/秒的数字串行通信率。也可考虑其它的通信率也被。目前，现场总线为处理数据的数据巨量数字通信提供了强大的能力。于是，对于在最小化能量消耗、成本和装置尺寸要求的同时，制作出最大化现场总线的通信效率的处理器件的要求被提了出来。
技术实现思路
提供一种至少允许两个现场总路线消息的部分被存储在现场总线器件中的方法和设备。该现场总线器件包括介质存取单元、现场总路线通信控制器和控制器。介质存取单元可耦合到现场总线环路、以接收现场总线信号并提供与现场总线相关的数字比特流。现场总线通信控制器至少将与来自比特流的两个现场总线消息部分相关的数据段组装、并将该数据段储存在接收FIFO存储器中。控制器适于从接收FIFO存储器读取该数据段、并根据现场总线消息而动作。附图说明图1是表示本专利技术运行环境的现场总线处理控制系统的方框图。图2是根据本专利技术实施例的现场总线器件的方框图。图3是根据本专利技术另一实施例的另一现场总线器件的方框图。图4根据本专利技术实施例的图2和3的现场总线控制器的方框图。图5A-5C是图4的现场总线通信控制器的现场总线接收先进先出(FIFO)存储器的示意图。图6是表示根据本专利技术实施例的用于存储接收的现场总线数据段的方法的方框图。图7是表示现场总线消息时序的时序图。具体实施例方式尽管将结合优选的现场总线实施例对本专利技术进行说明，但本领域的技术人员可知，在不脱离本专利技术构思和范围的前题下可对所附所限定的本专利技术的形式和细节做出改变。图1是表示处理测量/控制环境的现场总线处理控制系统10。系统10包括现场总线环路12，环路终端14，现场总线电源16，和现场总线器件18、20、22、24、26和28。系统10以支线安装进行布线，但也可进行其它的布线安装。现场总线终端14端接在现场总线环路12的相对端。每个现场总线终端14被模制成与电阻串联的电容器。通常，电容器具有1微法的电容，电阻具有100欧姆的电阻。现场总线电源16也连接到现场总线环路12、以给连接到现场总线环路12的现场总线器件18、20、22、24、26和28提供电能。通常，现场总线器件要求现场总线电源16在现场总线环路12上施加9-35伏之间的直流电压。现场总线器件是可适用于硬件、软件、或两者组合的处理器件，以便根据上述的现场总线协议进行通信。处理器件18、20、22、24、26和28只是现场总线器件的几个实例。例如，现场总线处理器件18是作为给处理提供控制功能的现场总线处理控制模块的主机器件。例如，处理变量发送器的现场总线器件20和22提供与处理变量相关的处理信息。现场总线处理器件24是处理激励器，它根据从现场总线环路12接收的现场总线消息关闭阀门或执行其它动作。现场总线处理器件26是处理报警器，它监测来自现场总线处理器件20和22的处理变量信息、并且当来自现场总线处理器件20和22的处理变量信息不可接收地偏离处理标准时提供报警。现场总线处理器件28是诸如具有查找和排除故障接口的现场总线监测器和模拟单元的诊断单元。现场总线环路12是包括两个或多个适于根据上述的物理层面特性而传输信号的导体的任何介质结构。所以，现场总线环路12可以是低速现场总线、高速现场总线、或任何其它按照上述协议设计的现场总线设备。图2是与现场总线环路12连接并具有介质存取单元32、现场总线通信控制器34、和控制器36的现场总线器件30的方框图。虽然介质存取单元32、现场总线通信控制器34、和控制器36一般被描述为分离的，但本说明书为清晰起见，将这种部件设置在单个的专用集成电路上。介质存取单元32可连接到现场总线环路12以发送和接收表示现场总线消息或帧的信号。在接收期间，介质存取单元32将接收的模拟信号转换成包含串行编码的曼彻斯特数据的数字信号。介质存取单元32包括串行输出接口38，接口38以第一传输速率双向提供数字数据。例如，低速现场总线以31,250比特/秒的速率提供数据传输。所以，如果介质存取单元32采用低速现场总线的功能，则第一传输速率是31,250比特/秒。现场总线通信控制器34可以是专用集成电路、并包括连接到介质存取单元32的串行输出接口38的串行输入接口40。现场总线通信控制器34还包括数据输出42，数据输出42以比介质存取单元32提供的第一传输速率快的第二传输速率提供数据。现场总线通信控制器34还包括现场总线接收先进先出(FIFO)存储器46，存储器46可储存现场总线数据并便于两个数据传输速率匹配。现场总线接收FIFO存储器46是现场总线通信控制34中的内存排列，它能以数据段的接收次序储存数据段。控制器36包括连接到现场总线通信控制器34的数据输出接口42的数据输入接口44。数据输入接口44可与数据输出接口42连通，并可以是平行或串行接口。控制器36可以是微本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种现场总线器件，包括： 介质存取单元，它适于连接到现场总线环路并接收代表现场总线消息的信号、且具有串行输出接口； 现场总线通信控制器，它具有连接到所述介质存取单元的串行输出接口的串行输入接口、并具有数据输出； 控制器，它具有连接到所述现场总线通信控制器的所述数据输出接口的数据输入接口； 其中，所述的现场总线通信控制器包括接收先进先出（ＦＩＦＯ）存储器、并可至少同时储存两个现场总线消息部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：布鲁斯B戴维斯，保尔D卡曼，
申请(专利权)人：罗斯蒙德公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]