傳統(tǒng)Windows平臺PC機主站方案存在功耗較高,便攜性差等問題,使得工業(yè)成本居高不下。針對該問題,提出了一種基于Xilinx Zynq-7000平臺構(gòu)建嵌入式EtherCAT主站的解決方案,具備低功耗,體積小,價格便宜等特點,使得工業(yè)成本大大降低。該方案用Vivado配置FPGA硬件架構(gòu),使用PetaLinux構(gòu)建實時系統(tǒng)并通過BSP封裝技術(shù)實現(xiàn)硬件平臺的開放共享性,將IgH主站開源框架安裝到PetaLinux文件系統(tǒng),最后基于IgH開源框架設(shè)計應(yīng)用層程序構(gòu)建EtherCAT主站并對系統(tǒng)進行了測試,測試結(jié)果表明該系統(tǒng)具備良好的周期抖動和實時性,能夠滿足大部分數(shù)控系統(tǒng)等工業(yè)設(shè)備的實時性要求。 

【文章來源】：組合機床與自動化加工技術(shù). 2020,(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

EtherCAT主站架構(gòu)

應(yīng)用程序開發(fā)通常有兩種方法,一種是通過IgH主站提供的字符設(shè)備完成主站功能,另一種是直接調(diào)用主站模塊接口作為內(nèi)核模塊運行。本文使用字符設(shè)備與主站模塊通信,包括總線配置和周期任務(wù)的編寫。如圖2所示,總線配置通過應(yīng)用程序來完成,包括過程數(shù)據(jù)域配置、PDO條目注冊和從站信息配置。當主站總線配置完成后,應(yīng)用程序還要負責(zé)周期性任務(wù)的設(shè)計,周期性任務(wù)采用Linux系統(tǒng)時鐘中斷進行控制,時鐘函數(shù)采用支持納秒級別的clock_gettime()和clock_nanosleep(),周期性任務(wù)模塊設(shè)計如圖3所示。其中t1/t2均為絕對時刻。

當主站總線配置完成后,應(yīng)用程序還要負責(zé)周期性任務(wù)的設(shè)計,周期性任務(wù)采用Linux系統(tǒng)時鐘中斷進行控制,時鐘函數(shù)采用支持納秒級別的clock_gettime()和clock_nanosleep(),周期性任務(wù)模塊設(shè)計如圖3所示。其中t1/t2均為絕對時刻。應(yīng)用程序代碼設(shè)計流程如圖4所示。其中ecrt_master_slave_config()函數(shù)負責(zé)設(shè)置從站信息:包括從站別名、位置、廠商ID和產(chǎn)品ID,以便在多個從站相連時EtherCAT主站能夠?qū)ふ业教囟ǖ膹恼静⑴c之交換PDO數(shù)據(jù)。ecrt_slave_config_pdos()函數(shù)為每個從站配置同步數(shù)據(jù),其中SM2通道用于RxPDO過程數(shù)據(jù)同步,SM3通道用于TxPDO過程數(shù)據(jù)同步。ecrt_domain_reg_pdo_entry_list()函數(shù)負責(zé)為主站在新創(chuàng)建的過程數(shù)據(jù)域中注冊已經(jīng)定義的PDO條目,將每個從站的寄存器數(shù)據(jù)區(qū)域映射到應(yīng)用層空間,從而使主站程序可以通過讀寫變量來操作從站的數(shù)據(jù)和狀態(tài)。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3505961