EtherCAT总线伺服驱动器硬件方案简直就是can总线的神奇力量在行动
在设计EtherCAT总线伺服驱动器的硬件方案时,开发者面临多种选择:(1)纯粹的网络控制器,不带有任何外设,如脉冲、模拟信号或液晶显示屏。所有指令和操作都通过EtherCAT总线进行,可以采用ESC+DSP、FPGA(IP核心)+DSP或单一FPGA(软核/硬核+IP)的组合。KPA从站协议可以在DSP、软核或者硬核上实现,而挑战在于FPGA中的IP核心与软核技术以及内部高速总线的应用和调试。
(2)结合传统驱动器的方案,这样的设计既支持 EtherCAT,又能兼容传统脉冲、模拟量等通信方式。可行的选项包括ESC+DSP+FPGA(CPLD),FPGA(IP核心)+DSP,ARM处理器加上ESC。市场上主流的ESC产品有倍福ET1100/ET1200,微芯片LAN9252,以及赫优讯Netx51/52等。
此外,还有一些集成CPU及ESC功能的单元,如TIAM335X,英飞凌XMC4800,以及瑞萨RZ/T系列。这些建议提供了不同的解决方案,无论是哪种 EtherCAT 伺服驱动器,其关键组件对比如下:
重要概念:
关于IP核心:从站IP核心是一种替代传统ESC设备的手段,它们能够处理数据链路和同步事件,但仍需要KPA从站协议栈来完成具体协议。
关于FPGA:为了实现基于FPGAs 的EtherCAT,从站通常会使用ICore形式来包含必要功能如通讯管理单元(FMMUs) 和同步管理器(SyncManagers)。
FPGA实现方式包括将整个系统集成到一个复杂化简过程中,或仅用于特定任务而不完全集成到主机中。
综述:
无论是数字信号处理器(DSP)、ARM架构还是简单AVR单片机,都可以作为控制单元,与之配合的是专用的从站控制单元(ESC),共同构成了复杂型或简单型从站。在这些系统中,从站在与它协作的一方必须遵循一定规则才能接收来自PDI接口上的数据。在实际应用中,不管是真实物理设备还是逻辑层面的模拟替代品,只要加载正确并且能够有效地沟通,就能满足需求。
对于任何类型的地位发展项目来说,从站在EtherCAT帧结构方面并不参与直接工作,而是在由所谓“真实” ESC执行这项任务。此后,对于所有地位开发工作,我们只需在某个微控制器上安装地位协议,并确保该微控制器能够适当地与其相应的地位保持通信连接,无论这个地球是否是一个真正的地球还是一个虚拟的地球都没有区别。