介绍
在工业自动化制造过程中，计算机集成制造（CIM）体系结构作为一个完整的系统描述和实现模型被广泛接受和应用。在工业通信系统中，现场总线网络特别用于CIM体系结构较低级别的过程控制器、传感器和执行器的互连[1]。PROcess Field BUS（PROFIBUS）是最流行的现场总线标准，它满足所有要求，为制造以及过程自动化提供了一个透明的解决方案，在这一级别[2]、[3]、[4]、[5]。
由传统局域网引起的现场总线的一个常见问题是距离有限。PROFIBUS协议是根据国际标准（IEC61158、EN50170）定义的最流行的现场总线，根据电缆类型，它允许最大200或400米的距离，速度为500 kbps。此限制要求使用多个PROFIBUS段。
互连PROFIBUS网段的集中管理（监测、诊断、网络管理等）导致的问题之一是需要提供实时通信服务。另一个问题是在分段PROFIBUS网络之间以及CIM架构的单元级和较低级别之间提供实时通信。
可编程控制器（PLC）和PC可以在CIM体系结构的单元级使用以太网进行相互通信，目前以太网已得到广泛使用。除了以太网之外，ATM还可以在CIM体系结构的单元级使用。在本研究中，ATM作为解决上述问题和满足近期可能提出的新要求的一种方案提供。上述问题、必要性和提供的解决方案表明，PROFIBUS和ATM应该相互通信。在本研究中，设计了一个ATM/PROFIBUS本地网桥，为ATM和PROFIBUS系统的互连提供服务。
关于上述问题的解决方案的文献非常有限。Kunert和Zitterbart[6]进行了一项关于使用远程和多端口网桥在ATM上互连PROFIBUS段的研究。在他们的研究中，为远程和多端口网桥开发了消息周期时间的数学模型。然而，桥梁被认为是数学关系中的延迟元素。因此，尚未提供PROFIBUS/ATM网桥的任何设计信息或方法。
根据Tranoris和Thramboulidis[7]的说法，通过使用带有PROFIBUS卡和ATM卡的PC（运行RTLinux）创建虚拟现场总线系统，在两个PROFIBUS段之间建立通信，以实现现场总线的互操作性。然而，这种方法有一个缺点，即必须使用PC来实现接口设备。
该行业创建的解决方案之一是使用DPDPC[8]。DPDPC是一种由西门子设计的分散外围（DP）/DP耦合器，仅具有中继器功能。这并没有克服距离限制和网络管理的问题。
另一种解决方案是使用Softing设计的PROFIBUS/以太网网桥，在PROFIBUS和以太网之间提供通信[9]。使用共享介质（CSMA/CD）的以太网对于PROFIBUS系统中至关重要的实时通信和服务质量来说并不是一个令人满意的解决方案。
本研究的目的可概括如下：确定ATM和PROFIBUS系统互连时的要求，设计一个桥接器，该桥接器提供服务以互连ATM和PROFIBUS系统，实现所设计的ATM/PROFIBUS桥接器并对所设计的桥接器进行性能分析。因此，有必要考虑三个主题：PROFIBUS、ATM和网桥。
