EtherCAT总线伺服驱动器硬件方案简直就是一场技术上的盛宴其中蕴含的信息量和深度就像星辰大海一样

  • 综合资讯
  • 2024年12月21日
  • 在设计EtherCAT总线伺服驱动器的硬件方案时,开发者面临着多种选择。首先是纯粹的EtherCAT总线驱动器,这种方案不依赖于脉冲、模拟量或液晶外设,所有指令和操作都通过EtherCAT进行。可行的解决方案包括ESC+DSP+FPGA(CPLD),FPGA(IP核)+DSP,以及单一FPGA(软核/硬核+IP)。KPA从站协议通常被加载到DSP、软核或者硬核上

EtherCAT总线伺服驱动器硬件方案简直就是一场技术上的盛宴其中蕴含的信息量和深度就像星辰大海一样

在设计EtherCAT总线伺服驱动器的硬件方案时,开发者面临着多种选择。首先是纯粹的EtherCAT总线驱动器,这种方案不依赖于脉冲、模拟量或液晶外设,所有指令和操作都通过EtherCAT进行。可行的解决方案包括ESC+DSP+FPGA(CPLD),FPGA(IP核)+DSP,以及单一FPGA(软核/硬核+IP)。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。

其次,还有混合型解决方案,即结合传统驱动器与EtherCAT总线。这类系统既支持 EtherCAT,又兼容传统脉冲、模拟量等形式。可用的选项包括ESC+DSP+FPGA(CPLD),FPGA(IP核心)+DSP,以及ARM平台搭配ESC。主流的ESC产品有倍福ET1100/ET1200,Microchip LAN9252,以及赫优讯Netx51/52等。

此外,一些集成CPU与ESC功能的小型化板卡,如TIAM335X,英飞凌XMC4800,以及瑞萨RZ/T系列,也提供了全新的解决思路。

无论采取哪一种配置,当对比这些重要的硬件选项时,我们需要关注几个关键概念:

IP核心:尽管从站IP核心可以作为一个替代品来实现一个完整的从站功能,但它仅限于处理数据链路同步事件等硬件事件,而软件层面的协议栈仍然需要由KPA提供完成,从站通信协议方面还需依赖于KPA提供。

FPGAs:为了在FPGAs上实现EtherCAT功能,可以使用ICore来集成相关组件如FieldbusMemoryManagementUnits(FMMUs)、SyncManagers、DCsupport以及PDI这四个关键部分,并根据需求配置这些组建。在实践中,有两种方式可以实施:第一种是在单一FPGAbaseboard中嵌入一个完整且独立运行逻辑控制单元和微控制器;第二种则是将必要但非必需的心智任务分散至更小规模设备上,比如通过SPI或并口接口连接到主机。此外,基于ZYNQ架构的一些高级别 FPGA产品也能够执行复杂计算任务,同时具有强大的处理能力。

综上所述,无论是使用DSP还是ARM甚至是一些简单的小巧微控制器,如51或AVR家族,都能形成复杂但灵活的从站结构。而任何类型的心智节点都是围绕着μC与ESC之间协同工作,并遵循适当协议以确保正确信息交换。最终,无论何种形态,只要能够有效地管理μC-ESC通讯,就能满足各种高效率、高性能伺服驱动需求。此外,不管是真实物理装置还是软件实现,它们对于保证数据传输准确性和安全性都是不可或缺的一部分。