SMP88x:ARM+FPGA的运动控制平台 点击:1891 | 回复:0



工控之芯

    
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发表于:2005-11-19 12:16:00
楼主
基于FPGA和ARM的运动控制平台:SMP88x
SMP88x是基于SM5000(我司研发的高性能运动控制FPGA芯片)+ARM的运动控制平台。它不但应用了SM5000(和MCX312、314/AS的功能完全兼容)一切特性,而且还是基于ARM的嵌入式方案,提供了片内储器、串口、CAN口、键盘接口、LCD接口,支持UC/OS等嵌入式操作系统。此外,SMP88x除了提供常见的运动控制的接口外,还有多路模拟量输入,多路PWM输出相关接口。客户利用它再结合配备的丰富库函数,进行二次开发可以形成强有力的运动控制/数控方案。 SMP88x系列共计包括3款产品:SMP880,四轴方案;SMP883,三轴方案;SMP882,两轴方案。 I、SMP88x的可塑性: 很多客户知道通用的运动控制卡,往往用起来总是与实际的系统要求不是很对应。SMP88x强调了平台性,具有功能可塑性。 1、FPGA运动控制芯片功能的可扩展性。尽管SM5000 FPGA芯片既有功能很强大,但客户总有自己特殊的功能或接口需要客户化处理,这样只要在FPGA芯片里面增加自己所需即可(可以委托我司开发,内容不多一般都免费)。而FPGA既有DSP那样的可塑性,又有专用IC那样硬件可靠性和使用便捷性。 2、此外,SMP88x输入/输出接口,部分信号可以自定义,一满足客户的特殊需要。 II、SMP88x的平台性嵌入式特点: 1、由于ARM作为应用管理CPU,加上片内储器、接口资源,又能对UC/OSII等嵌入式操作系统的支持,SMP88x可以成为一个真正独立的嵌入式平台, 可以节省部分控制系统中的常见PC机成本,而且产品移动灵活。 2、我们在ARM上提供了对SM5000 FPGA芯片以及其他硬件资源的底存驱动程序、底层库函数。客户既可以较快地二次开发,形成自己的嵌入式控制系统(有无uc/os操作系统都可以)。 III、与PC或其它处理板结合应用: 1、部分客户习惯于上位机应用开发再与下位运动控制主板实时互连通信展开系统应用,或者上位机做界面和操作文件数据的处理,然后下载到下位运动控制主板,脱机独立运行。这样情况,可以通过SMP88x串口结合PC开发应用系统。 2、此外SMP88x还拥有两个CAN接口,这非常有利于运动控制部分与其它工控处理板之间的通信与协作。 IV、SMP88X功能及资源简介: 1、运动控制部分:  可编程硬件方案(SOPC)实现所有运动控制,性能及灵活性极高。  单个平台可以控制2-4路伺服/步进电机,支持独立平台、支持即插即用。  脉冲输出方式可用单脉冲(脉冲+方向)或双脉冲(脉冲+脉冲)方式,最大脉冲频率5MHz,采用先进技术使输出频率在很高的时候也能使频率误差小于0.1%。  直线或S曲线进行加/减速。  非对称直线加/减速运动。  任意2-4轴直线插补、位模式插补。  任意2轴CW、CCW圆弧插补。  续插补功能具有多数据段预存特点。(注意:而MCX312/314只有1段)。  速度控制还可用自动/手动减速,在定量驱动时可防止速度曲线产生三角波形。  运动中可实时改变速度、加速度。  手轮或外部脉冲输入,多种倍率可调(比MCX312/314功能强大实用)。  多种控制方式,如定量运动(注:定量驱动的范围2,147,483,648~+2,147,483,647),连续运动,回零运动,多轴插补,圆弧插补等。插补一般用定速运动,也可用直线/S曲线加减速,(注意:与MCX312/314不同的是S曲线加减速也可以用于圆弧插补)  插补带有连续插补功能,即在插补过程中输入下一点的插补数据,以保证脉冲的连续,使插补达到更快更好的性能。最大连续插补速度可达5Mhz(注意:而MCX312/314只能2MHZ)。  位置管理采用两个加/减计数器,一个用于内部管理驱动脉冲输出的逻辑位置计数器,一个用于接收外部的输入,输入信号可以是A/B相输入的编码器或光栅尺,也可是上/下脉冲的输入信号,作为实际位置计数器,计数器位数高达32位,最大范围–2,147,483,648~+2,147,483,647。外部输入也可用于手轮输入,作为普通的计数。  提供伺服接口信号,如编码器信号,到位信号,报警信号,伺服开启等。每轴有IN信号,可用于原点搜寻、编码器Z相搜寻。  每轴都有2 个32位比较寄存器用于逻辑位置计数器或者实际位置计数器的位置大小比较,可用于软件限位,或产生中断。  单个轴可设置为多达8个输入信号,包括2个正负限位信号,3个停止信号,1个伺服到位信号,1个伺服报警信号和1个通用输入信号,除限位信号外,其余信号可通过设置成无效来作为通用输入信号,3个停止信号可作为原点信号、减速信号、编码器Z相搜寻使用。  单个轴可设置为多达8个通用输出信号。  运动中可以实时读出逻辑位置、实际位置、驱动速度、加速度、加/减速状态(加速中、定速中、减速中)。  中断可编程,可设置成在各种情况下产生,如加/减速驱动的定速开始时,定速完毕时,驱动完毕时,位置计数器和比较器之间的大小关系有变化时等等,此外连续插补发生下一个数据请求时的中断。    2、平台和接口部分(最多情况):  脉冲输出:四轴脉冲/方向输出信号(计16个信号),最高输出频率5MHz;差动方式驱动;脉冲输出方式:脉冲/方向,脉冲/脉冲。  编码器输入:六个通道(12个信号),最高输入频率5MHz,用于A/B/Z相相差脉冲输入或上下脉冲输入,脉冲倍频:4,2,1。 板上对所有编码输入信号进行高速光电隔离,以及斯密特触发器处理。  数字量输入:12通道光电隔离数开关输入信号,输入电压5-24V,隔离电压2500VDC板上对所有输入信号进行积分型滤波器除噪处理,以及斯密特触发器处理。  数字量输出A:12通道集电极开路输出,NPN集电极开路,5-24VDC,最大电流100mA。  数字量输出B:6通道直接数字信号输出。  PWM输出:3路输出,脉宽和位置可以独立进行控制。  模拟信号输入A:8路10位A/D转换器,转换时间低至2.44µs。  模拟信号输入B:1路高速串行12位A/D转换器,带有测量放大器。  CAN接口:2路CAN接口,带有先进的验收滤波器;支持CAN2.0A/B。  串口RS232:一路工业标准UART。  LCD接口:支持从2x16到240×320图形点阵液晶显示。  按键输入:支持从4x4(16)到6x6(36)按键。  PS2接口:通过软件模拟或为客户在FPGA里定制。  在线编程:无需编程器,无需另接电源,直接接通过串口改写。  嵌入式操作系统支持:UCOSII。 V、 运动控制库函数:   1 基于ARM CPU上对SM5000芯片的运动控制函数,用于嵌入式系统开发。 2 基于PC的Windows API 运动控制函数,用于结合PC开发系统。 3 多达60多条丰富实用的运动控制函数。   VI、 参考应用范围:   1 多轴雕铣系统   2 机器人系统   3 空间座标系统 4 基于PC、系统集成或独立的智控系统 VII、 已经成功应用的领域(部分): 1 广告雕刻系统 2 激光雕刻系统 3 机械手系统 4 点胶机系统/X-Y平台 5 切割机系统 6 PCB钻铣系统 7 特种缝纫系统 8 医疗设备(CT机) 技术支持与联系信息: Email:yfb@smarteer.com TEL:0755-26506310 FAX:0755-26506312


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