基于dsp与fpga运动控制器高速串行通信设计

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1、第9期组合机床与自动化加工技术NO．92011年9月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueSep．2011文章编号：1001—2265(2011)09—0058—05基于DSP和FPGA的运动控制器高速串行通信设计范德和，皮佑国(华南理工大学自动化科学与工程学院，广州510640)摘要：文章简要介绍了以ARM为主控制器，DSP+FPGA为从控制器(运动控制器)的主从式高性能数控系统，在综合比较主从控制器各种通信方案优缺点的基础上，提出了一

2、种基于RS-485的高速串行通信方案。利用现场可编程门阵列(FPGA)芯片，完成多通道异步收发器(UART)的扩展及其收发双缓冲先进先出(FIFO)存储器功能设计；利用DSP完成串行通信软件设计。由DSP控制UART在3．125Mbps波特率下稳定．Y-作，实现了主从控制器之间的高速串行通信。实验结果表明所设计的方案能够满足数控机床主从控制器之间的通信要求。关键词：高速串行通信；数控系统；DSP；FPGA中图分类号：TG65；TP312文献标识码：AImplementationofHigh-Spee

3、dSerialCommunicationforMotionControllerBasedonDSPandFPGAFANDe—he，PIYOU—guo(SchoolofAutomationScienceandEngineering，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China)Abstract：Inthispaper，amaster-slaveCNCsystemthatconsistsofmastercontrollerbasedonAR

4、M，slavecontroller(motioncontroller)basedonDSPandFPGAwasbrieflyintroduced．Basedonthis，severalcommunicationsolutionsbetweenthemastercontrollerandslavecontrollerwerediscussedandcomparedindetail．Then，ahigh-speedserialcommunicationbasedonRS-485wasproposed．I

5、nthissolution，afield-programmablegatearray(FPGA)chipwasusedtoexpandthemulti-channeluniversalasynchronousre-ceivertransmitter(UART)anddesigndoublefirstinfirstout(FIFO)memoriesforthedatabufferingofUART．DSPwasusedtodesignsoftwareforserialcommunication．The

6、multi·channelUARTsteadilyop-erateat3．125MbpswiththecontrolofDSP．TestresultsindicatethattheproposedschememeetsthecommunicationrequirementsbetweenmastercontrollerandslavecontrollerintheCNCmachine．Keywords：CNC；serialcommunication；DSP；FPGA高，故主控制器与运动控制器之间通信

7、采用抗干扰0引言能力强、传输速率高的RS485串行通信。本文采上世纪90年代以来，随着数控系统的开放化与用ARM(AdvancedRISCMachines)作为系统的主控小型化，以主从控制器总线通讯模式为核心的计算制器，DSP(DigitalSignalProcessor)TMSC6713和FP—机数控系统(ComputerizedNumericalControl，CNC)GA作为从控制器。由于TMSC6713芯片没有异步通成为数控系统的重要发展方向⋯。在主从式的数控信串口，因此系统需要扩展UART

8、实现高速异步串系统中，主控制器主要实现人机接口和系统管理功行通信。目前，其主要方案有：SPI(SerialPeripheral能，从控制器主要实现运动控制功能。因此主控制Interface)转UART；并行转UART，由EMIF(External器与运动控制器之间通信的实时性要求并不是很MemoryInterface)接口。收稿日期：201l一01—24基金项目：广东省产学研结合项目(2009B090300269)作者简介：范德和(1986一)，男，江西赣州人，华南理