资源描述：
《用nios_嵌入式软核实现robocup中型组足球机器人的底层控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2009年第5期仪表技术33用NiosII嵌入式软核实现RoboCup中型组足球机器人的底层控制范海艇,项宗杰,陈万米,林骁元,林立奇(上海大学自动化系,上海200072)摘要:介绍基于NiosII嵌入式软核处理器的RoboCup中型组足球机器人的底层控制的设计方案,详细论述了系统设计的各个步骤。该控制方案在一块基于AlteraCycloneIIFPGA上实现,完全满足设计之初提出的接口统一、控制精确、便于升级的要求。文章对基于NiosII进行SOPC系统设计具有参考价值。关键词:Nio
2、sII;FPGA;SOPC;底层控制系统中图分类号:TM930文献标识码:B文章编号:1006-2394(2009)05-0033-04ImplementationofOnboardControlSystemUsedinRoboCupSoccerMiddleSizeCompetitionBasedonNiosIIFANHaiting,XIANGZongjie,CHENWanm,iLINLiqi(DepartmentofAutomation,ShanghaiU
3、niversity,Shanghai200072,China)Abstract:OnemethodofutilizingNiosIIsoftcoretodesignanonboardcontrolsystemwhichisusedinRoboCupSoccerMiddleSizeCompetitionisintroducedinthispaper.Moredetailsduringtheimplementofeachfunctionareinvolved.Thedesignhasbeenimple
4、mentedonanAlteraCycloneIIFPGA,whichissatisfiedwiththedemandofstandardinterface,accuratecontrolandeasyupdating.ThepaperhasuniversalguidanceforNiosIIandSOPCdesigners.Keywords:NiosII;FPGA;SOPC;onboardcontrolsystem1机器人底层系统介绍2NiosII的核心地位足球机器人是一个典型的智能机器人
5、系统,其底NiosII系列32位RISC(精简指令集架构)嵌入式层控制系统的基本任务是:与决策上位机保持数据通处理器是Altera公司提出的第二代嵌入式软核处理讯,并将上位机下发的指令转为对机器人驱动电机、传器,是Altera公司特有的基于通用FPGA架构的软感器以及踢球机构的控制,实现机器人在场地上移动CPU内核,其性能超过200DMIPS,大部分指令都能在5ns的周期内完成。用户可将一个或多个可配置NiosII和射门的动作。按功能模块可分为:与上位机建立通软核处理器、存储器、IO接口、各种外围设
6、备等系统设信连接;全向轮的驱动及精确控制;气动踢球的控制以计需要的部件集成到一块FPGA芯片上,构建成一个及各传感器的输入与融合等。SOPC(片上可编程系统),并从无限的系统配置组合中机器人足球赛的胜负除了取决于决策子系统水选择满足性能和成本达到最优组合的方案,而不必为平的高低外,在很大程度上决定于硬件系统机器人系统级设计采用ASIC(专用集成电路)。鉴于NiosII性能的好坏。机器人的性能主要由底层控制系统决处理器集成度高、灵活性强、运算速度快的特点,完全定,研究与开发集成度好、可靠性和控制精度高
7、的控符合中型组机器人底层控制高效、简单、灵活以及开发制系统具有重要的意义。定制统一标准的上位机通周期短的要求。讯接口,提高机器人运动的快速性与控制精度,及在3底层控制的实现功能上能根据实际要求快速改变和扩展将是本研究的重点。足球机器人底层控制系统主要包括:处理器单元、收稿日期:2008-11基本项目:上海市重点学科建设资助项目(T0103)作者简介:范海艇(1984),男,硕士,研究方向为基于FPGA的嵌入式系统开发。34仪表技术2009年第5期存储单元、USB通信单元、运动
8、控制单元、电机驱动单数据包有五个字段组成,帧头和帧尾代表整个指元、速度检测单元以及踢球等功能模块。其结构组成令包的开始和结束,地址字段代表机器人编号,信息字如图1所示。段内包含了对机器人控制的指令信息及反映机器人状态的信息,CRC校验字段用来验证整个数据包的正确性。3.2机器人运动控制的实现在进行机器人足球比赛时主要依靠机器人灵活的行动机构实现控球、拦截、传球等技术动作,而这些动作都是依靠控制伺服电机来完成,所以对伺服电机精确地控制是赢得比赛的关键。用户定制的P
