EtherCAT总线伺服驱动器硬件方案简直是can总线通信原理的巅峰之作

在构建EtherCAT总线伺服驱动器时,存在多种硬件策略可供选择:(1)纯粹的网络控制器,无需任何外设,如脉冲、模拟信号或液晶显示。这种方案通常包括ESC+DSP和FPGA(IP核心)+DSP或单一的FPGA(软核/硬核+IP)。KPA从站协议可以在DSP、软核或硬核上运行,而FPGA IP核心与软核技术以及内部高速总线应用与调试是该方案中的关键挑战。(2)网络加传统驱动器,这种解决方案既支持EtherCAT,又兼容传统的脉冲、模拟量等。常见的实现方式包括ESC+DSP+FPGA(CPLD),FPGA(IP核心)+DSP,ARM+ESC。主流的ESC产品有倍福ET1100/ET1200,Microchip LAN9252,以及赫优讯Netx51/52等。此外,一些处理器如TIAM335X,英飞凌XMC4800以及瑞萨RZ/T系列集成了CPU和ESC功能,使得它们成为集成型解决方案。

无论采取哪一种 EtherCAT 伺服驱动器设计,其重要考虑因素如下:

关于IP核心:从站IP核心作为一种特殊形式的ESC,它能够执行数据链路处理、同步事件管理等任务,但它仅提供硬件接口,不包含软件协议栈。这意味着即使使用了IP核心来实现从站功能,也依然需要KPA从站协议栈来完成实际通信。

关于FPGA:为了在FPGA中实现EtherCAT功能,可以采用ICore形式整合相关组件,如FieldbusMemoryManagementUnits (现场总线内存管理单元)、SyncManagers、DCsupport和PDI这些配置项。

FPGA实施方法有两种:第一种是在FPGA上搭载一个微控制器,然后通过片内总线进行交互;第二种是将所有EtherCAT逻辑封装到FPGA中,只通过SPI或者并口进行数据交换。对于那些配备了硬核处理能力如Xilinx ZYNQ芯片的大型应用来说,更倾向于后者。

综上所述,无论是基于微控制器还是其他类型的小型计算机,都能构建出复杂级别较高的从站系统。而且,不管这款ECU是否为真实物理设备还是软件模拟,都必须确保其与主机之间良好的通信协作,以便正确地读取必要信息。在开发过程中,我们不必深入研究具体数据帧结构,因为这一部分工作已经由专用的Ethernet Control Unit (ECU) 处理,而我们只需关注如何有效地加载相应协议,并确保微控制器与ECU之间无缝对话,即可成功创建出符合需求的一体化解决方案。

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