题目：基于FPGA的PROFIBUS-DP从站实现及主站通信控制器设计

PROFIBUS-DP是由SIEMENS等公司联合开发的一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准，具有工业控制所要求的实时性、稳定性和可靠性。PROFIBUS-DP因其在现场设备级通信中的独特优势，已经成为世界上应用最广泛、最成功的现场总线技术之一。国内对PROFIBUS-DP技术的研究也从一开始的简单工程应用，发展到进行PROFIBUS-DP相关产品的开发，进而深入到对协议实现核心技术的研究。同时，电子设计自动化（EDA）技术和现场可编程门阵列（FPGA）的飞速发展也为PROFIBUS-DP核心技术的研究提供了强有力的工具和平台支持。本文的研究目的是为国内掌握PROFIBUS-DP协议核心技术、研发PROFIBUS-DP协议芯片样机做前期的尝试和技术储备，是在对PROFIBUS-DP总线通信协议细节进行深入剖析，以及已有PROFIBUS-DP主、从站通信控制器研究成果的基础上展开的，包括两方面的工作内容：一是测试并完善基于FPGA的PROFIBUS-DP从站通信控制器。从站测试的目的是通过标准的PROFIBUS-DP产品认证测试，发现原有设计中的问题，从而进行改进，验证设计达到的水平。经过完善的从站能够正确完成DP-V0版协议中规定的主从通信功能，达到了简单应用的水平。二是设计并实现基于FPGA的PROFIBUS-DP简单1类主站通信控制器。论文使用Verilog HDL硬件描述语言完成了简单1类主站的逻辑设计，重点介绍了新设计的主站参数集、主站定时器及FDL控制器模块的设计方案。利用EDA工具对设计的主站通信控制器进行了功能仿真和静态时序分析，将芯片配置文件下载到FPGA芯片中，实现了一个基于FPGA的PROFIBUS-DP简单1类主站。最后，搭建了一个PROFIBUS-DP单主系统（1主3从）通信实验环境，实验结果表明该简单1类主站能够与其所属从站建立起正常的通信状态，实现基本的主从通信功能以及单主系统的令牌传递，通信状态稳定。