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时间:2020-03-24
《基于FPGA的M-Ⅲ智能从站接口卡的设计与实现.pdf》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、第12期组合机床与自动化加工技术NO.122011年12月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueDec.2011文章编号:1001—2265(2011)12—0040—04基于FPGA的M—III智能从站接口卡的设计与实现何方,徐秀敏一,王志成,邢家茂,(1.中国科学院研究生院,北京100039;2.中国科学院沈阳计算技术研究所沈阳高精数控技术有限公司,沈阳110172)摘要:伴随着现场总线系统的分布式控制发展,对从站的智能性提出了新的要求。FPGA具有丰富的逻辑资源和较强的适用性,适合用来
2、进行MECHATROLINK.III(简称M—III)总线智能从站接口卡的设计开发。在分析M.III从站的特性和需求的基础上,应用软硬件协同设计的理论,以EP3C5FPGA作为核心控制器件设计了从站接口卡,并进行了从站软件开发。该从站接口卡已经在实际工程项目中应用,实践证明该智能接口卡具有较强的自主性,可较好的实现从站的功能,在从站类型变化时只需重新配置FPGA即可,具有一定的可重用性。关键词:FPGA;MECHATROLINK—Ill;从站;接口卡中图分类号:TH16;TG65文献标识码:ADesignandImplementofIntelligen
3、tInterfaceBoardofM-IIISlaveStationBasedonFPGAHEFang,XUXiu—rain,WANGZhi.cheng,XINGJia—mao'(1.GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100039,China;2.NationalEngineeringResearchCenterForHigh—EndCNC,ShenyangInstituteofComputingTechnology,CAS,Shenyang110172,China)Abstract
4、:Thedistributedcontroloffieldbussystemrequirestheslavestationtobeintelligence.FPGAhasrichlogicresourcesandstrongapplicability,whichissuitablefordesigningandrealizingM—IIlbusslavestationwithintelligence.OntheanalysisofMECHATROLINK—IIIcharacteristicsanddemandsfromtheslavestation,a
5、nintelligentslavestationwasdevelopedusingEP3C5asthecorecontroldeviceoftheslavestationandotherprotocolrealizingchips.Actualapplicationshowsthattheintelligentinter—facecardhasstrongautonomy,andhascertainreusabilityfromreconfiguringtheFPGAwhenthetypeoftheslavestationischanged.Keywo
6、rds:FPGA;MECHATROLINK—III;SlaveStation;InterfaceCard航天航空等诸多领域中。0引言M—III总线是应用于高速运动控制的现场总线,现场可编程逻辑门阵列(FPGA)是PAL、GAL、可连接的从站有伺服驱动器、变频器、I/O设备等。EPLD等可编程器件进一步发展的产物,内部具有独随着运动控制功能分散化的需求,要求总线连接的立的输入输出模块(1OB)和可配置逻辑模块(CLB)从站具有一定的智能性,配置有从站自己的控制单和内部连线,特别适用于复杂逻辑的设计⋯。FPGA元,能自主进行数据的初步处理,以增强主站的处理
7、的出现解决了定制电路的不足,又克服了原有可编能力和总线的控制性能。开发具有自主性的智能从程器件门电路数有限的缺点,是ASIC电路中开发成站对将M—III总线更好地应用于运动控制领域具有本最低、风险最小、设计周期最短的器件之一,适合重要意义,高性能FPGA器件的应用为智能从站的开应用于小批量系统的开发。近年来,FPGA发展迅发提供了一种便捷高效的开发模式。速,已广泛应用到通信、数据处理、工业控制、军事及收稿日期:2011—04—15;修回日期:2011—04—29基金项目:国家重点基础研究发展计划资助(973项目,2011CB302400)作者简介:何方
8、(1971一),男,沈阳人,中国科学院沈阳计算技术研究所沈阳高精数控技术有限公司研究员,研究方
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