ZYNQ-POWERLINK控制器手册

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1、基于ZYNQ的POWERLINK控制器使用手册日期作者王谨秋联系方式Email:openpowerlink@163.com13917489045021-54644800-819版本V1.002015-06-011硬件平台介绍本控制器核心模块采用ZYNQ芯片，实物图如下所示，关于本核心板的详细资料请见《Zynqboard产品说明书》ZYNQ核心板实物图核心板需要配合底板使用，我们提供了简易的底板，用户可以根据自己的需要，制作相应的底板。本案例提供的底板带有两路POWERLINK通信接口和一路以太网接口。ZYNQ核心板和底

2、板2软件架构基于ZYNQ的控制器软件架构如下图所示：用户应用程序（印刷机，机器人，纺织机等）POWERLINK应用层运动控制库CANopen&机器人控制库Linux+xemomaiProcessor1Processor2HMI或者其他应用(控制器逻辑)FPGAPOWERLINK通信PHYPHY2.1POWERLINK协议栈：POWERLINK实时以太网通信协议,采用VerilogHDL语言编写，在FPGA的逻辑中实现，达到硬实时级别，最短周期低于100us，抖动小于100ns。POWERLINK协议的架构如下图所示。用

3、户在使用POWERLINK时，只需读写相应的寄存器PDO的数据buffer即可。8/16位并行接口，SPI，PCIE等中断信号FPGA寄存器&PDObufferDLL数据链路层Mac驱动Hub每个POWERLINK总线周期，POWERLINK协议栈通过一个物理信号发送中断给POWERLINK的应用层，POWERLINK应用层将收到的数据从数据buffer取走，处理，并将要发送的数据写入数据buffer。2.2实时操作系统：采用linux+xenomai,或者linux+preempt-rt。由于POWERLINK的协议

4、栈在FPGA中实现，只有应用程序运行在ZYNQ的MCU上，而且每个POWERLINK通信周期，FPGA会发一个中断给应用程序，因此对实时操作系统的实时性要求不高。如下图所示：中断中断中断中断抖动应用处理抖动应用处理抖动应用处理通信周期通信周期通信周期通常情况下，通信周期在400us以上，应用程序对中断的响应时间加上应用处理的时间不超过一个通信周期即可。如果通信周期设置的较大，甚至可以不使用实时操作系统。POWERLINK应用层：在Linux+xenomai上实现的POWERLINK的应用层—CANopen。3开发环境的

5、使用这里使用Eclipse做为集成开发环境。本章节概要介绍Eclipse的使用，如需Eclipse的更详细的使用资料，请参考Eclipse的使用手册。3.1打开工程本示例附带两个文件夹，一个是“eclipse“开发环境文件夹，保存集成开环境；另一个是”PowerLinkFpgaLib“工程示例文件夹，用来保存工程。双击，打开eclipse,会弹出如下对话框，在“workspace“一栏填写”PowerLinkFpgaLib“工程的路径，或者通过”browse“按钮来选择。选择完workspace的路径，点击“OK“按钮

6、，如果路径正确，则会弹出如下页面：左侧的视图如下所示：运动控制库：libMotControl.soPOWERLINK应用层源文件：MnHostNoMalloc运动控制的实时任务：motionTaskPOWERLINK应用层实时任务：powerlinklib_taskXenomai主函数入库：xenomai_main.c3.2工程编译：点击菜单中的“Project“下的”BuildAll“，对工程进行编译。如下图所示：编译结果的输出在下侧的视图：3.3工程调试：3.3.1调试配置：在调试之前，先要进行调试设置，如下图所示

7、，点击菜单下的“DebugConfiguration”。如果使用本教程附带的Eclipse开发环境，由于参数都已经设置好，可以略过本节。在弹出的页面左侧，鼠标右键单击“”，选择“New”按钮，如下图所示。这样就新建了一个调试的配置，接下来，填写调试配置的参数。将页面中“Connection”的参数设置为“Local”。点击“Connection”右侧的“New…”按钮，弹出如下页面，在页面中单击选择“SSHOnly”点击“Next”按钮，弹出如下页面，在页面中设置“Hostname”参数，这里设置为“192.168.1

8、.4”。这个参数的含义是PC上的Eclipse开发环境要连接目标板的IP地址。因为本ZYNQ板的默认IP地址为192.168.1.4，因此这里的参数设置为192.168.1.4。在页面中“Connectionname”中填写一个由字符串组成的名字，这个参数由用户自己定义。最后，点击“Finish”按钮，完成设置。接下来配置“Rem