基于FPGA的伺服驅(qū)動EtherCAT現(xiàn)場總線接口設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn).pdf

1、工業(yè)自動化對伺服驅(qū)動技術(shù)提出了高速、高精度的控制要求，現(xiàn)場總線技術(shù)為伺服驅(qū)動控制提供了數(shù)字化的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺，EtherCAT現(xiàn)場總線由于其具有優(yōu)良的性能而廣泛應(yīng)用于伺服驅(qū)動接口中。本文基于伺服驅(qū)動EtherCAT接口技術(shù)，針對當(dāng)前實(shí)現(xiàn)伺服驅(qū)動 EtherCAT接口存在的成本高和不靈活等問題，提出了一種基于FPGA的高效、低成本和可靈活集成的實(shí)現(xiàn)方案，論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　分析了伺服驅(qū)動對EtherCAT現(xiàn)場總線控制需求

2、，提出了伺服驅(qū)動EtherCAT接口的實(shí)時穩(wěn)定性、兼容性和同步性的要求，并結(jié)合EtherCAT協(xié)議提出了基于FPGA的伺服驅(qū)動EtherCAT接口硬件平臺設(shè)計(jì)和軟件架構(gòu)方案。
　　針對軟件架構(gòu)中的數(shù)據(jù)鏈路層，提出了一種基于分時復(fù)用策略的EtherCAT通信IP核設(shè)計(jì)方法和總體方案，并對IP核中的模塊進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證，包括基于實(shí)時穩(wěn)定性要求的數(shù)據(jù)幀實(shí)時處理和轉(zhuǎn)發(fā)、基于兼容性要求的應(yīng)用層通信接口和基于同步性要求的分布時鐘設(shè)計(jì)。

3、
　　針對EtherCAT協(xié)議實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用層，研究了基于CANopen的伺服驅(qū)動EtherCAT接口關(guān)鍵技術(shù)，并以伺服驅(qū)動EtherCAT接口功能為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了CoE應(yīng)用層接口協(xié)議，包括EtherCAT協(xié)議通信狀態(tài)機(jī)、基于CANopen的EtherCAT應(yīng)用層通信接口和基于CANopen的功率設(shè)備狀態(tài)機(jī)CiA402協(xié)議。
　　搭建了不同類型主從站的互操作性測試實(shí)驗(yàn)平臺，以主站用戶的角度對伺服驅(qū)動EtherCAT接口進(jìn)行了