基于FPGA的VME自定义总线接口设计.pdf

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1、现场总线与网络《自动化技术与应用))2016年第35卷第4期FieldBusandNetworks基于FPGA的VME自定义总线接口设计★韩记晓，万勇利。张常江，赵为志，陈兴林(哈尔滨工业大学航天学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：工件台运动控制系统为强实时、高速高精的多轴运动，在实际控制中下位机是VME64x插槽上的嵌入式处理器主控设备。VME标准协议已经定义的线路都是一致被运行了Vxworks实时运动控制卡的主控板卡占用，如果所有数据都通过主控板卡查询和转发将会导致主控板卡的数据过载，不能符合实时性的要求。因此，本文介绍了另一个独立的总线协议，用于采集光栅译码卡中的数据

2、。由仿真和实验结果表明，该方案不仅实现了DSP与FPGA的数据传输，而且具有强实时和灵活可靠的特点。关键词：FPGA；VME，自定义总线I光栅译码卡中图分类号：TP336文献标识码：B文章编号：1003-7241(2016)04-0103-04DesignOfVMEUser．DefinedBUSlnterfaCeBasedOnFPGAHANJi-xiao，WANYong-li，ZHANGChang-jiang，ZHAOWei-zhi，CHENXing-lin(SchoolofAstronautics，HarbinInstituteofTechnology,Harbin1500

3、01China)Abstract：Waferstagemotioncontrolsystemisamulti—axiscontrolsystemwithhardreal—time，highspeedandhi【ghprecision．Inthepracticalcontrol，theslavecomputerisanembeddedprocessorsmaincontrolequipmentonVME64x．ThelineshavedefinedbythestandardprotocolofVME，allareoccupiedbymaincontrolboards，theya

4、reworkedbyVxworksreal-timecontrolsystem．Intheeventthatal1dataisinquiredandtransmittedbymaincontrolboards．thedatawillbeoverloadedandnotmeettherequirementofreal—time．Therefore，thispaperintroducesanotherbusprotocolusedforcollectingdataongratingdecodercards．Simulationandexperimentalresultsindic

5、atethatthismethodnotonlyachievesdatatransmissionbetweenDSPandFPGA，butalsohasthecharacteristicsofhardreal-time，flexibleandreliable．Keywords：FPGA；VME；user-definedbus；gratingdecodercards1引言管脚，这样避免了增加新的硬件接口，而且在硬件设计在光刻机双工件台控制系统中，VME总线使用了三上可以和VME总线一起考虑。个接口共430根线路接人，通过背板互联的有P1，P2两自定义同步总线数据传输完全根据主控

6、总线提供的个接口320根线路接人。实际上VME标准协议并没有时序进行，地址线包含了对数据发送和接收方的定义。完全使用全部线路，而是为用户预留了部分自定义线路，每个总线传输周期中，数据发送端和接收端的身份根据增加了设计的灵活性。由于VME总线主要用于工控地址寻址关系自动切换，而避免了总线控制权更迭时的机与各板卡的通信，同步控制卡与激光计数卡和光栅译握手，及数据传输优先级或传输抢占等问题，总线控制码卡使用总线就会产生严重冲突，影响采用是实时性，信号来自同一个时钟域，从节点仅响应控制信号，可忽因此这里将VME总线中未使用的管脚作为自定义总线略节点间时钟相位差影响。在每个伺服周期，设

7、计了一个数据传输序列来实现共享数据交互。数据传输序列由若干个总线传输周期构成，每个周期完成32bit的数据·基金项目：国家极大规模集成电路制造装备与成套工艺的国家重大共享。通过设定总线地址来设置数据传输序列的传输内科技专项(编号2zzzPsgiolePfrp009ZX02207)容，当所有的设定总线地址被遍历，则当前周期数据传收稿日期：2015—03—3O自动化技术与应用》2016年第35卷第4期现场总线与网络FieldBusandNetworks输已经完成，所有被规划传输的数据都被所有的运动控供同步触