EtherCAT总线伺服驱动器硬件方案汽车CAN总线协议的神奇之举
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)纯粹的总线驱动器,不带外设,如脉冲、模拟量或液晶显示。这种方案可以通过ESC+DSP、FPGA(IP核)+DSP或单一FPGA(软核/硬核+IP)来实现。KPA从站协议通常被加载到DSP、软核或者硬核上,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难度。(2)结合传统驱动器,可以同时支持EtherCAT和传统脉冲、模拟量等。适合的方案包括ESC+DSP+FPGA(CPLD),FPGA(IP核心)+DSP,或ARM+ESC。主流的ESC芯片有倍福ET1100/ET1200,Microchip LAN9252,以及赫优讯Netx51/52等。
此外,一些集成CPU与ESC功能的小型化板,如TIAM335X,英飞凌XMC4800,以及瑞萨RZ/T系列,都提供了集成CPU与ESC的一体化解决方案。不论是哪种EtherCAT伺服驱动器,其关键对比如下:
重要概念:
关于IP核心:从站IP核心是一种替代传统ESCOtheringCat通讯接口,它处理数据链路和同步事件,但仍需加载KPA从站协议栈完成实际通信。
关于FPGA:为了实现FPGAs功能,我们使用ICore方式集成EtherCAT接口,并配置相关功能如FieldbusMemoryManagementUnits(FMMUs)、SyncManagers、DCsupport及PDI。
FPGAs可采用两种实现方式:一种是在内置uCore后与主机交互;另一种是仅用于 EtherCat 功能,然后通过SPI/并行总线连接到外部主设备。在第二种情况下,使用的是硬件内核,如Xilinx ZYNQ。
综上所述,无论是使用DSP, ARM还是其他微控制单元如51或AVR,只要它们搭配着一个或多个ESCs构建,从站就属于复杂类型。此类系统需要微控制单元与ESCs之间进行协同工作,以履行从站协议,并通过PDI接口读取数据。此过程主要涉及到微控制单元上的从站协议软件以及它如何适应与ESCs间通信机制,而不直接关注以太网数据帧。这一切都由专用的Esc负责管理。对于开发者来说,只需在一个微控制单元上装载该协议,并确保其能够正确地沟通彼此,无论这个Esc是否为真实物理设备还是为虚拟形式存在,即使其为ipcore也能达到相同效果,因为最终目标就是执行具体任务而非物理形态。