基于Spartan-6 FPGA的可擴(kuò)展驅(qū)動控制系統(tǒng)
加入技術(shù)交流群
SP605 的這種特性使我們能夠使用 QDeSys NetMot FMC的功能來擴(kuò)展這個基本平臺。QDeSys NetMot FMC 具有電機(jī)控制所需要的電力電子元件，比如電壓逆變器，以及用于采集傳感器數(shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)?？梢园央姍C(jī)直接與圖 2 所示的輸入/輸出端相連。NetMot FMC 還通過添加兩個 CAN 接口和兩個以太網(wǎng)物理層接口，擴(kuò)展了 SP605 的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接功能。它們通過 FMC 接插件和 PLC，通過標(biāo)準(zhǔn)接口訪問FPGA。
測試用 PC 機(jī)一方面用作 PLC 軟件的主機(jī)，另一方面通過 UART 和 JTAG 接口，用作 FPGA編程/調(diào)試平臺。此外，我們還在這臺測試用 PC 機(jī)上用賽靈思 ISE®12.1 設(shè)計(jì)套件為 SP605的 LX45T PFGA 開發(fā) MicroBlazeTM 嵌入式處理器系統(tǒng)。該嵌入式系統(tǒng)負(fù)責(zé)處理來自 PLC 的命令并相應(yīng)地對電機(jī)進(jìn)行控制。
圖 2 所示的 MicroBlaze 軟件應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)和電機(jī)控制 IP 模塊代表隨接口(EtherCAT 或 CATopne)和選擇的電機(jī)類型會發(fā)生變化的設(shè)計(jì)模塊。賽靈思設(shè)計(jì)服務(wù)部面臨的主要挑戰(zhàn)之一是要確保這些選項(xiàng)之間的切換盡量簡化，從而保證客戶能夠在將來把相同的方法重復(fù)用于諸如 Profinet 更先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)類型以及新型電機(jī)中。
實(shí)現(xiàn)細(xì)則
讓我們來詳細(xì)查看 Spartan-6 嵌入式系統(tǒng)的各個組成部分。如圖 3 所示，我們使用的電機(jī)控制 IP 模塊——賽靈思電機(jī)控制庫 (XMCLIB) 在兩個設(shè)計(jì)版本中是完全相同的。這個定制 IP 核可以直接插在賽靈思嵌入式開發(fā)套件 (SDK) 上，讓 FPGA 控制 NetMot FMC 的電機(jī)電力電子系統(tǒng)。這樣我們就可以把 IP 核添加到 Xilinx Platform Studio (XPS) 項(xiàng)目的嵌入式設(shè)計(jì)中，并對其進(jìn)行配置，使之適用于通過 FMC 接插件連接到 FPGA 的電機(jī)。XMCLIB 軟件驅(qū)動程序是一套底層功能，使電機(jī)控制應(yīng)用能夠訪問 XMCLIB 寄存器接口。
圖 3：CAN/EtherCAT 嵌入式系統(tǒng)
評論