基于FPGA的RCN226絕對(duì)式編碼器通信接口設(shè)計(jì)

2 絕對(duì)式編碼器接口的實(shí)現(xiàn)
全數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)中采用TMS320X2812作為控制器，用以實(shí)現(xiàn)位置環(huán)、速度環(huán)和電流環(huán)以及SVPWM、電壓和電流采樣等功能。此外，采用Altera公司的型號(hào)為FP1C6的~Cyclone系列FPGA，用以實(shí)現(xiàn)與絕對(duì)式碼盤(pán)接口、譯碼邏輯等功能。同時(shí)，在FPGA內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了256字節(jié)的雙口RAM，用來(lái)與DSP之間通過(guò)總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。FPGA部分的功能框圖如圖2P所示。

碼盤(pán)接口部分分為發(fā)送模塊、接收模塊、雙口RAM模塊、主程序模塊四部分。由于每次通信時(shí)間是嚴(yán)格固定的，設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘為2MHz。FPGA為主叫，向編碼器發(fā)送請(qǐng)求數(shù)據(jù)控制字共6位，需時(shí)3 μs，編碼器向FPGA共發(fā)送1個(gè)起始位、兩個(gè)錯(cuò)誤位、26位位置值和5位CRC校驗(yàn)位，共34位的數(shù)據(jù)共需時(shí)17 μs，所以每次通信需要20 μs的時(shí)間，并且每個(gè)時(shí)刻具體需要傳遞哪一位數(shù)據(jù)也是嚴(yán)格確定的。因此采用基于時(shí)基的設(shè)計(jì)方法。
FPGA內(nèi)部設(shè)計(jì)了一個(gè)時(shí)基為20ns的計(jì)數(shù)器，每20ns加1，作為整個(gè)電路的時(shí)基，根據(jù)這個(gè)時(shí)基來(lái)確定每一時(shí)刻收到的數(shù)據(jù)具體屬于哪個(gè)位。在FPGA 內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了256bytes的雙口RAM空問(wèn)，A口具有8位數(shù)據(jù)線，8位地址線，用于與編碼器通信，B口具有16位數(shù)據(jù)線，8位地址線，用于與DSP通信，因?yàn)門(mén)MS320X2812為16位DSP，所以與FPGA中RAM的數(shù)據(jù)傳遞極為方便。