Bob Yu (深圳市斯迈迪科技发展有限公司---"运动控制之芯”: 运动控制核心技术产品的提供者,国内首家研发出高性能运动控制芯片级产品。http://www.smarteer.com 欢迎联系进行技术交流。可以定制核心控制部件，OEM运动控制卡、控制平台方案) ----------------------------------------------- 高性能运动控制FPGA/芯片SM5000系列 简介 SM5000是由深圳市斯迈迪科技发展有限公司自主研发的，具有高性价比的，可以独立控制2到6个伺服或步进马达的运动控制芯片系列。它以脉冲串形式输出，能对伺服和步进马达进行位置控制、插补驱动、速度控制等，以下是它的简介。它是以MCX314/AS技术指标为基础，参考了其它系列芯片的特点研发而出的。它在功能和性能上可以全面替代NOVA的MCX3xx/A(比如MCX314/AS)、NPM的PCL6045/6025等同类芯片。是一种SOPC方案。 它既和MCX314功能兼容（包括寄存器/IO定义）又改进了MCX314的缺点，同时增加了多数据段预存（16段）、4轴直线/位插补等功能，且成熟、可靠。 欢迎索取免费资料！ 1 规格 1.1 系列 1.1.1 控制轴数: 2-6轴 1.1.2 包含六个规格FPGA芯片: SM5002, SM5004, SM5005, SM5006 (每款芯片联合一个配套芯片形成一个完整方案) 1.1.3 专用配套芯片： SMC5-X；X为轴数 1.1.4 适合马达: 步进,伺服 1.2 各轴规格（每个轴相同） 1.2.1 驱动输出脉冲(当CLK=20MHz时； 标准为16MHz)  输出速度范围： 1 PPS 至 5 MPPS  输出速度精密度： ±0.1%以下对设定数值  速度倍率： 1 至 500  S 曲线用Jerk： 954 至 62.5 x 106 [是10的6次方，以下相同]PPS/SEC2 (倍率=1 的时候) (加/减速度的增/减率) 477 x 103 至 31.25 x 109 PPS/SEC2 (倍率=500 的时候)  加/减速度： 125 至 1 x 106 PPS/SEC (倍率=1 的时候) 62.5 x 103 至 500 x 106 PPS/SEC (倍率=500 的时候)  初始速度： 1 至 8,000PPS (倍率=1 的时候) 500PPS 至 5 x 106 PPS (倍率=500 的时候)  驱动速度： 1 至 8,000PPS (倍率=1 的时候) 500PPS 至 5 x 106 PPS (倍率=500 的时候)  输出脉冲数： 0 至 4,294,967,296（定量驱动）  速度曲线： 定速/直线加减速/抛物线S 曲线加减速驱动  定量驱动的减速模式：自动减速/手动减速  在驱动中可以自由变更定量输出脉冲数和驱动速度  可以选择独立2 脉冲输出方式（正脉冲/负脉冲），或1脉冲输出方式（脉冲/方向）  可以选择输出脉冲的逻辑电平 1.2.2 编码器输入脉冲  可以选择2 相脉冲输入/上下脉冲输入  对 2 相脉冲输入方式可以选择做 1 / 2 / 4 分频 1.2.3 位置计数器  逻辑位置计数器（输出脉冲用）计数范围-2,147,483,648 至 +2,147,483,647  实位计数器（输入脉冲用）计数范围-2,147,483,648 至 +2,147,483,647  可以随时写入、读出 1.2.4 比较寄存器  COMP+寄存器位置比较范围-2,147,483,648 至 +2,147,483,647  COMP-寄存器位置比较范围-2,147,483,648 至 +2,147,483,647  和逻辑位置计数器/实位计数器的大小进行比较，其大小状态可以输出，或做为软件限制的启动条件 1.2.5 中断功能（除插补外）  中断发生因素:  输出一个驱动脉冲时  加减速运转中之定速开始时  加减速运转中之定速结束时  驱动结束时  位置计数器 >= COMP - 变化时  位置计数器＜COMP - 变化时  位置计数器＜COMP + 变化时  位置计数器 >= COMP + 变化时  可以对任何因素选择有效/无效 1.2.6 根据外部信号的驱动操作  根据EXPP、EXPM信号可，以运行+/-方向的定量/连续驱动 1.2.7 外部减速停止/立即停止信号  每一个轴4个,IN0 ~ IN3  任何信号都可以选择有效/无效，逻辑电平。也可以做为通用输入使用。 1.2.8 伺服马达用输入信号  ALARM（警报）INPOS（ 定位完毕）  任何信号都可以选择有效/无效，逻辑电平。 1.2.9 通用输出/入信号  OUT0 ~ OUT7 每一个轴8个(和驱动状态输出信号共用端子)  对于精简通用I/O组的封装，只提供部分轴的OUT0 ~ OUT7 1.2.10 驱动状态信号输出  DRIVE（驱动脉冲输出中）ASND （加速中）DSND （减速中）CMPP （位置>=COMP+ ）CMPM（位置<=COMP-）  驱动状态也可以在状态寄存器读出 1.2.11 超越限制信号输入  +方向，-方向各一个  可选逻辑电平，激活时可选择立即停止/减速停止。 1.2.12 紧急停止信号输入  全部轴共用 1 个EMGN。 该信号在Low电平时立即停止全部轴的驱动脉冲。 1.3 插补功能 1.3.1 2轴/3轴/4轴直线插补  插补范围各个轴： -2,147,483,648 至 +2,147,483,648  插补速度： 1 PPS 至 5 MPPS  插补位置精密度： ±0.5 LSB 以下(在全插补范围内) 1.3.2 圆弧插补  插补范围各个轴： -2,147,483,648 至 +2,147,483,648  插补速度： 1 PPS 至 5 MPPS  插补位置精密度： ±0.5 LSB 以下(在全插补范围内) 1.3.3 2轴/3轴/4轴位模式插补  插补速度： 1 PPS 至 5 MPPS 1.3.4 其他插补功能  固定线速度  连续插补  步进插补(命令/外部信号)  可任选多轴中的2～3轴进行差补 1.4 封装： 1.4.1 SM5000系列FPGA芯片  144个脚TQFP：总外形尺寸22.0 x 22.0 mm  240个脚PQFP：外形尺寸34.35 x 34.35 mm 1.4.2 SMC5-X专用配套芯片:  44个脚PQFP: 外形尺寸13 x 13 mm 1.5 电气特性 1.5.1 工作温度范围: 0 至 +70 oC 和 0 至 +85 oC 两种 1.5.2 内核电源： 电压+1.5V ±10%, 消耗电流180mA-500mA max 1.5.3 管脚电源： 电压+3.3V ±10% 1.5.4 配套芯片SMC5-X： 内核/管脚电源皆为3.3V ±10% 1.5.5 输出/入信号电平: CMOS TTL可以连接 1.5.6 输入时钟: 16MHz（标准）；20MHz（最大） 2 概要 2.1 硬件可重构性SOC方案（SOPC）  SM5000为SOPC[系统在可编程器件上]器件/方案，它较同类芯片具有更好的灵活性，同时又比 "CPU＋DSP＋FPGA" 相互组合的方案可靠性高、集成度高。配套芯片SMC5-X拥有双重功能：部分独立配套电路；为了实现可编程特性。 2.2 独立2-6轴驱动  一个芯片SM500x（配合上SMC5-X）形成独立控制x轴的套片方案。每个轴都可以进行定速驱动直线加/减速驱动S 曲线加/减速驱动等。各轴的性能相同。 2.3 速度控制  输出的驱动速度范围是从1PPS到5MPPS。 可以运行固定速度驱动，直线加/减速驱动，S 曲线加/减速驱动。加/减速驱动可以使用自动和手动2种操作方法。脉冲输出的频率精确度