嵌入式系统/ARM技术中的基于μC/OS-II嵌入式系统的EPA通信协议的实现方案

摘要: 本文提出了一种基于μC/OS-II嵌入式系统的EPA通信协议的实现方案。简要介绍了EPA通信协议和模型，针对在以μC/OS-II嵌入式系统为平台实现EPA设备通信的需求，提出了设计思路及其构建方法，并在实验系统上得到应用。 　　1. 引言 　　《用于工业测量与控制系统的EPA系统结构与通信规范》（以下简称EPA）是基于工业以太网的实时通信规范，它有效地解决了以太网通信的确定性通信问题，进而可以应用于多种工业领域，构成各种工业测量与控制系统。该规范将收录在制定中的实时以太网国际标准IEC61784-2中，成为我国首例具有自主知识产权的现场总线标准；开发和实现EPA通信协议是应用EPA 篇文章主要探讨了如何在嵌入式系统中，特别是在基于μC/OS-II的平台上实现EPA（用于工业测量与控制系统的EPA系统结构与通信规范）通信协议。EPA是基于工业以太网的实时通信标准，旨在解决以太网在确定性通信方面的挑战，适用于各种工业自动化和控制系统。 文章指出EPA通信协议是工业以太网实时通信规范，其设计目标是确保通信的确定性，从而适应工业环境中的严格需求。它已被纳入国际标准IEC61784-2，成为中国首个拥有自主知识产权的现场总线标准。实现EPA通信协议是应用EPA系统的基础，这对于提升工业设备的互操作性和系统性能至关重要。 接着，文章介绍了μC/OS-II实时操作系统。这是一种轻量级、源代码开放的实时多任务操作系统，特别适合于嵌入式控制应用，因为它具有小内核、高实时性和可裁剪性。μC/OS-II作为EPA通信协议的实现平台，能有效提高资源利用率，确保实时响应，并通过任务优先级管理实现高效通信。 EPA通信协议遵循ISO/OSI模型的五层结构（用户层、应用层、会话层、传输层和网络层），并在其中增加了用户层和特定实体以满足EPA需求。这些实体包括EPA系统管理实体、EPA应用访问实体、EPA套接字映射实体以及通信调度管理实体等，它们共同协调设备间的通信流程，实现报文的调度和管理，确保无碰撞发送。 在实现方案中，文章提到了具体的硬件平台，即使用Rabbit2000微处理器作为通信卡的CPU，它具备良好的实时性和扩展性，适用于小型控制应用。开发环境是基于Dynamic C的，提供了完整的TCP/IP协议栈和各种I/O驱动，有利于EPA通信协议的快速开发和调试。 文章讨论了选用占先式多任务模式（μC/OS-II）的原因，主要是因为实时性的要求，确保功能块模块执行和通信调度的精确性，以及时间同步的精度。 这篇文章详细阐述了如何在μC/OS-II嵌入式系统上实现EPA通信协议，包括协议的架构、模型、实现平台的选择以及硬件和软件的考虑，为工业自动化领域的工程师提供了有价值的参考。