search query: @instructor Kärnä, Mika / total: 8
reference: 3 / 8
« previous | next »
Author:Salminen, Juho Markus
Title:Prototyping platform for a general-purpose fieldbus adapter
Yleiskäyttöisen kenttäväyläsovittimen kehitysalusta
Publication type:Master's thesis
Publication year:2011
Pages:[8] + 80      Language:   eng
Department/School:Elektroniikan laitos
Main subject:Sovellettu elektroniikka   (S-66)
Supervisor:Eskelinen, Pekka
Instructor:Kärnä, Mika
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  1388   | Archive
Keywords:fieldbus adapter
field-programmable gate array
FPGA
Nios II
reconfigurability
PROFIBUS
system on chip
SOC
kenttäväyläsovitin
ohjelmoitava porttimatriisi
uudelleenkäytettävyys
yhden sirun järjestelmä
Abstract (eng): Fieldbuses are communication networks designed to interconnect devices in automation systems.
A number of different mutually incompatible fieldbus standards are in use, requiring a large amount of work from automation device vendors to support a sufficiently large number of them to fulfil customer needs.
Instead of releasing a separate version of a device such as a variable frequency drive for each supported fieldbus, a separate fieldbus adapter module can be used to provide the compatibility.

To reduce the effort involved in developing, manufacturing and maintaining the adapters, it would be beneficial to implement multiple field bus protocols using a single hardware design.
As the prices of field-programmable gate arrays (FPGAs) have declined and intellectual property (IP) cores are available to support various fieldbuses, it is possible to create an FPGA-based adapter that can be reprogrammed to switch to a different fieldbus standard so long as the same physical communication medium can be used.

In this work, issues pertaining to FPGA-based systems on chip (SOCs) are discussed, including those related to system boot-up, Nios II development and design security.
An SOC is designed and implemented on an Altera EP3C25 FPGA, containing the Altera Nios II embedded soft core processor, a PROFIBUS protocol IP core and various peripherals.
A memory controller IP core is implemented to allow the system to access an external 16-bit static random-access memory (SRAM) memory.
Software for an existing PROFIBUS adapter is ported onto the new platform.
To support page-granularity access to Altera EPCS series FPGA configuration devices, a flash memory compatibility layer is implemented that also performs simple wear levelling.
The resulting system can be used as a starting point when prototyping a general-purpose field bus adapter.
Abstract (fin): Kenttäväylät ovat automaatiojärjestelmien laitteita yhdistäviä tietoliikenneverkkoja.
Käytössä on useita keskenään yhteen sopimattomia kenttäväylästandardeja, ja automaatiotuotteiden valmistajat joutuvat tekemään runsaasti työtä voidakseen tukea niistä riittävän monta tyydyttääkseen asiakkaidensa tarpeet.
Sen sijaan, että kustakin tuotteesta, esimerkiksi taajuusmuuttajasta, julkaistaisiin erillinen versio jokaista tuettua kenttäväylää varten, erillistä kenttäväyläsovitinmoduulia voidaan käyttää yhteensopivuuden aikaansaamiseksi.
Sovitinten suunnitteluun, valmistukseen ja ylläpitoon vaaditun työmäärän vähentämiseksi olisi edullista toteuttaa useita kenttäväyläprotokollia ainoastaan yhtä laitteistoratkaisua käyttäen.
Ohjelmoitavien porttimatriisien (FPGA) hintojen lasku sekä eri kenttäväylien toteuttamiseen tarvittavien logiikkalohkojen paraneva saatavuus mahdollistavat sellaisen FPGA-pohjaisen kenttäväyläsovittimen laatimisen, jonka tukema kenttäväy-lästandardi voidaan ohjelmallisesti vaihtaa toiseen samaa fyysistä tiedonsiirtomediaa käyttävään standardiin.

Tässä työssä tutkitaan FPGA-pohjaisiin yhden sirun järjestelmiin liittyviä, muun muassa järjestelmän alkulatausta, ohjelmien kehittämistä Nios II -ympäristöön sekä aineettoman omaisuuden turvaamista koskevia kysymyksiä.
Työssä laaditaan Alteran FPGA-piirille EP3C25 yhden sirun järjestelmä, joka koostuu Nios II -suorittimesta, PROFIBUS-protokollan toteuttavasta IP-lohkosta sekä tarvittavista oheislaitteista. 16-bittisen SRAM-muistin liittämiseksi toteutetaan muistiohjainlohko.
Olemassa olevan kenttäväyläsovittimen ohjelmisto muutetaan uudelle alustalle sopivaksi.
Alteran EPCS-sarjan FPGA-konfigurointipiirien sisältämän fiash-muistin käyttämiseksi sivun kokoisina lohkoina laaditaan yhteensopivuusrajapinta, joka lisäksi suorittaa muistille kulumisen tasoitusta.
Työssä toteutettua järjestelmää voidaan käyttää pohjana kehitettäessä yleiskäyttöisen kenttäväyläsovittimen prototyyppiä.
ED:2011-12-14
INSSI record number: 43249
+ add basket
« previous | next »
INSSI