In einem Bussystem sind die Übertragungsgeschwindigkeit und die Synchronisationsgenauigkeit des Feldbusses entscheidende Faktoren, die die Geschwindigkeit und Präzision der Fertigstellung von multi-achsigen Koordinationsverarbeitungsaufgaben beeinflussen. Um die Leistungsanforderungen an die Übertragungsgeschwindigkeit und Synchronisationsgenauigkeit des Feldbus-Steuerungssystems für Hochgeschwindigkeits- und Hochpräzisionsfertigungsanlagen zu erfüllen und Sicherheitsprobleme der industriellen Kommunikationsbus-Informationen zu lösen, wurde mit einer heimischen FPGA-Chip-Plattform eine universelle Ethernet-Schnittstellenschaltung nach IEEE802.3-Standard entworfen und eine lineare Kaskadennetzwerk-Topologie aufgebaut. Durch die Untersuchung des Übertragungsprinzips der Kanäle von Industrie-Steuerungsprozessdaten und Servicedaten wurde eine Datenübertragungsmethode mit Kanalzuordnung vorgeschlagen, die die Übertragungseffizienz der Busdaten verbessert. Es wurde ein verteiltes Uhren-Synchronisationsmechanismus verwendet, Zeitstempel zur Berechnung der Netzwerk-Übertragungsverzögerung und der Zeitverschiebung genutzt und der Bus-Controller kompensiert, um eine synchrone Steuerung zu erreichen. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass der entworfene hochpräzise synchrone Echtzeit-Ethernet-Bus-Controller im 100-Mb/s-Ethernet-Link einen minimalen Kommunikationszyklus von 250 μs erreichen kann und die Synchronisationsgenauigkeit der Netzwerkknoten unter 50 ns liegt, was internationalem Spitzenniveau entspricht.

Bussystem; Echtzeit-Ethernet-Bus; feldprogrammierbare Gatteranordnung; Kanalzuordnung; Uhrensynchronisation