時(shí)間:2018-10-23 15:41:25來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)
如果開發(fā)EtherCAT總線伺服驅(qū)動(dòng)器,有多種硬件思路:
(1)純總線驅(qū)動(dòng)器,不帶脈沖、模擬量、液晶等外設(shè)。所有指令和操作全部通過(guò)EtherCAT??梢允褂玫姆桨笧椋篍SC+DSP,F(xiàn)PGA(IP核)+DSP或單FPGA(軟核/硬核+IP)。KPA從站協(xié)議加載在DSP、軟核或者硬核上,難度在于FPGA的IP核與軟核技術(shù)、FPGA內(nèi)部高速總線的應(yīng)用和調(diào)試。
(2)總線+傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器。總線+傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器。同時(shí)支持EtherCAT和傳統(tǒng)的脈沖、模擬量等。可以使用的方案為:ESC+DSP+FPGA(CPLD),F(xiàn)PGA(IP核)+DSP,ARM+ESC
主流的ESC有倍福的ET1100/ET1200,Microchip的LAN9252,赫優(yōu)訊的Netx51/52等等。
另外,目前還有一些比如TIAM335X,英飛凌的XMC4800,瑞薩的RZ/T等系列是集成了CPU+ESC一體的方案。
不管哪種EtherCAT伺服驅(qū)動(dòng)器,幾個(gè)比較重要的方案對(duì)比如下(只是列出常見情況):
重要概念:
關(guān)于IP核:從站IP核也是屬于ESC的一種形態(tài),也相當(dāng)于是ESC的一種,可以理解為IP核只是替代了ET1100/ET1200。IP核的功能還是實(shí)現(xiàn)了一個(gè)從站控制器,處理數(shù)據(jù)鏈路,同步事件等硬件事件。就算使用了IP核來(lái)實(shí)現(xiàn)ESC,這也僅僅實(shí)現(xiàn)了硬件的接口功能,軟件協(xié)議并沒(méi)有加載。還是需要KPA從站協(xié)議棧來(lái)完成從站協(xié)議。
關(guān)于FPGA:為了實(shí)現(xiàn)FPGA,ESC會(huì)用IPCore的方式實(shí)現(xiàn)EtherCAT功能和通訊。FMMUs(FieldbusMemoryManagementUnits現(xiàn)場(chǎng)總線內(nèi)存管理單元),SyncManagers,DCsupport,PDI這幾個(gè)功能是可以配置的。
FPGA實(shí)現(xiàn)方式有兩種:一個(gè)是在FPGA上集成ESC和一個(gè)軟核uC,然后用FPGA的片內(nèi)總線與主控制器交互。另外一個(gè)方式是:FPGA只用于EtherCAT功能部分,然后通過(guò)SPI/并口總線連接到外部的主控制器。FPGA硬核是指比如Xilinx的ZYNQ。
總結(jié):DSP,ARM,甚至是51、AVR等單片機(jī),都屬于μC,由μC+ESC構(gòu)成的從站屬于復(fù)雜從站(或者說(shuō)處理純IO以外的從站都屬于復(fù)雜從站)。μC與ESC進(jìn)行交互,須履行從站協(xié)議,才能通過(guò)PDI接口從ESC中讀取到相關(guān)的數(shù)據(jù)。
一般來(lái)說(shuō),任何的從站開發(fā)過(guò)程都和EtherCAT數(shù)據(jù)幀沒(méi)有關(guān)系了,這個(gè)工作是ESC去做的。對(duì)于從站開發(fā),只需要在一個(gè)μC上加載從站協(xié)議,并做好μC與ESC之間的通信機(jī)制的適配(如并口/SPI)。不管這個(gè)ESC是真實(shí)的ESC器件,還是IP核。
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