SERCOSIP核的研究与实现

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1、分类号(TP311)上82斗131单位代码：10005学号：$200707068密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目墨曼BgQ墨!￡擅趁硒塞皇塞理英文并列题目—SERCOSIPCO—RERESEARCHANDIMPLEMENTATION专学位授予日期授予单位名称和地址j￡塞王些太堂jE立直剪圈匡垩丕国!鲤呈!QQl2生签名：伍丕牵豆日期：到垒每≤盛I。1&关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分

2、内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：隹。丕拉导师签名：摘要SERCOS(SerialReal．timeCommtmieatiOilSpecification，串行实时通讯协议)协议是一种专门用于在工业机械电气设备的控制单元与数字伺服装置之间实现串行实时数据通讯的协议标准，1995年被国际电工委员会批准为国际标准。我国全国工业机械电气系统标准化技术委员会制定了SERCOS国家标准IEC61491相对应的国际标准《GB厂r18473．2001工业机械电气设备控制与驱动装置

3、间实时串行通讯数据链路》，由国家质量监督检验检疫总局于2001年10月24日发布，2002年4月1日开始执行。自从进入21世纪，电子技术的最新发展之二就是SOPC(SystemOnProgrammableChip，可编程片上系统)思想的实现。SOPC技术不是SOC(SystemOnChip，片上系统)技术的简单延伸，而是一种技术路线的替代，这种替代必然导致对以往技术体系研究平台的重大变革。SOPC是SOC发展的新阶段，代表了当今电子设计的发展方向。本课题采用基于FPGA的SOPC技术，利用VerilogHDL语言编写S

4、ERCOS协议口(拥有自主知识产权)核，利用QuartusII和soPcBuilder,对NiosII及其外围系统进行构建，使该嵌入式系统在硬件结构、功能特点、资源占用等方面全面满足用户系统设计的要求。同时也为今后采用基于FPGA的SOPC技术对中、高端伺服数字控制系统的开发，开放式数控系统控制器的设计与研发打下坚实的基础。另外本项目利用VerilogHDL语言编写的SERCOSIP软核打破了以往传统定制芯片的局限，可以根据实际项目的需求对协议功能进行扩充，裁减、升级留有很大的空间，设计灵活。在本课题P核的设计过程中；

5、充分利用了状态机的方法对复杂数字逻辑系统进行了控制，通过实践，得出了复杂数字逻辑控制系统利用非计算机(状态机)控制要优于利用计算机的程序控制的结论。同时，用硬件描述语言VerilogHDL的程序设计硬件的好处在于易于理解、易于维护，调试电路速度快的特点，并且具有很好的安全性，知识产权掌握在自己手里，而且口核可以复用，其经济价值是显而易见的。掌握这种新的设计方法，逐步缩小我国与美国等先进工业发达国家在复杂数字电路及系统设计水平差距有十分重要的意义。关键词SOPC；SERCOS协议；P核；FPGAIItechnologyi

6、sSOPC(SystemOnProgrammableChip)implementationofideas．SOPCisnotaSOC(SystemOnChip)technology,andasimpleextension，butatechnicalroutealtemative，thisalternativesystemwillinevitablyleadtomajorchangeofpreviousplatform．SOPCisanewstageofdevelopmentofSOC，whichrepresentsth

7、ecurrentdirectionofthedevelopmentofelectronicdesign．，nlesubjectadaptSOPCbasedonFPGA，UseingVerilog加)LlanguagetowriteSERCOSprotocolIP(withindependentintellectualpropertyrights)core，andusingQuartusIIandSOPCBuildertobuildNiosIIanditsperipheralsystemconstruction，Soth

8、attheembeddedsystemhardwarestructure，functionalcharacteristics，resourceconsumptionandSOontomeetthe觚lrequirementsoftheusersystem．alsoforfuture，itcouldlayasolidfoundati