基于FPGA的SERCOS-Ⅱ總線從站協(xié)議控制器的設(shè)計(jì).pdf

1、SERCOS(Serial Real-time Communieation Specification,串行實(shí)時(shí)通訊協(xié)議)是一種專門用于在工業(yè)機(jī)械電氣設(shè)備的控制單元與數(shù)字伺服裝置之間實(shí)現(xiàn)串行實(shí)時(shí)通訊的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。它全面而嚴(yán)格地定義了物理層、數(shù)據(jù)鏈路層以及數(shù)據(jù)交換的報(bào)文結(jié)構(gòu)等內(nèi)容,并給出了大量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和過程命令,可用于操作控制單元、伺服裝置及相關(guān)機(jī)械設(shè)備。SERCOS總線作為數(shù)字伺服和傳動(dòng)數(shù)據(jù)通信的唯一國際標(biāo)準(zhǔn),已經(jīng)成為未來發(fā)展趨勢(shì)之一。<

2、br>　　 總線專用芯片是現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ),也是現(xiàn)場總線核心技術(shù)的物化體現(xiàn)形式。目前,世界上總線控制器主要由美國、日本和德國所生產(chǎn),我國目前應(yīng)用的各種總線協(xié)議和總線控制器幾乎全部依賴進(jìn)口。國內(nèi)各大數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)商對(duì)SERCOS總線的研究,尤其是對(duì)數(shù)字伺服控制系統(tǒng)中SERCOS總線控制器的設(shè)計(jì)開發(fā),還沒有得到突破性進(jìn)展,與之相關(guān)的產(chǎn)品均被國外廠家所壟斷。從長遠(yuǎn)發(fā)展來看,制定我國自己的總線協(xié)議和現(xiàn)場總線系統(tǒng)及芯片的研發(fā)對(duì)于提高我國制造

3、業(yè)總體水平有著重要的意義。
　　 本論文在對(duì)現(xiàn)有SERCOS-Ⅰ-Ⅲ總線控制器的構(gòu)成詳細(xì)的分析的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了基于FPGA的SERCOS-Ⅱ總線從站協(xié)議控制器總體框架,采用Xilinx公司公司Spartan-3系列現(xiàn)場可編程門陣列(Field-programmable Gate Array)為核心器件,提出了基于FPGA的SERCOS-Ⅱ從站協(xié)議控制器總體設(shè)計(jì)方案,設(shè)計(jì)了SERCOS-Ⅱ從站協(xié)議控制器的數(shù)據(jù)鏈路層軟核,利用已有的