开发板ARM+FPGA架构运动控制卡 运动控制器
本运动控制卡采用ARM单片机+FPGA架构;
ARM单片机是基于Cortex-M3内核的LM3S6911,插补核心算法均在该ARM内完成,一方面通过以太网与上位机界面交换加工数据,另一方面与FPGA(ALTERA的EP1C3)交换加工脉冲计数与IO开关量等相关参数。
FPGA主要负责实时性的功能和开关量的扩展。
具体系统参数如下:
1-4轴运动控制控制卡是以太网通讯的高性能四轴伺服 步进控制卡,可使用连续插补等先进功能。
脉冲输出方式可用单脉冲(脉冲方向)方式,最大脉冲频率4MHz。
支持多种控制方式,如定量运动,连续运动,回零运动,多轴直线插补,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,(S曲线加减速不能用于圆弧插补)。
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。
最大插补速度可达4MHz。
速度控制可用定速、直线以及S曲线加减速,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。
每轴有2个32位比较寄存器,用于产生中断或作为软件限位。
支持24路光藕隔离输入,所有数字输入信号均有滤波器,以防止干扰。
支持24路光藕隔离输出,其中16路可以直接驱动继电器,电磁阀等。
支持4路编码器输出。
可以轻松通过组网控制8-64轴单轴运动。
注:图片为旧版实物图,的是新版本,元器件布局更合理,跟图中的实物图稍有不同。
提供原理图,PCB图,FPGA源码,ARM去掉算法后的框架源码。
无ARM核心算法部分,请注意。
开发板ARM+FPGA架构运动控制卡详细解析
本文将深入探讨一款基于ARM与FPGA架构的运动控制卡,该控制卡采用LM3S6911 Cortex-M3内核的ARM单片机和ALTERA公司的EP1C3 FPGA芯片组成。本文将从架构原理、插补算法、扩展能力等多个方面细致分析这款控制卡的技术优势。
一、架构原理
客户使用本运动控制卡时,可以通过以太网与上位机界面交换加工数据,通过ARM与FPGA交换加工脉冲计数与IO开关量等相关参数。ARM单片机负责控制插补核心算法,完成插补计算和运算,而FPGA主要负责实时性的功能和开关量的扩展。
这种架构原理的好处在于,通过ARM单片机和FPGA之间的数据交换,能够实现更快更好的性能。ARM单片机可以进行非常复杂、高级的算法处理,同时具有非常强的扩展性能;而FPGA则可以进行并行计算和大规模的IO控制,从而实现更高的实时性能。
二、插补算法
本运动控制卡拥有非常优秀的插补算法,支持定量运动、连续运动、回零运动、多轴直线插补、圆弧插补等多种控制方式。插补一般采用定速运动,同时支持直线、S曲线加减速。最大插补速度可达4MHz,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。
同时,本运动控制卡在速度控制方面也非常出色,支持定速、直线以及S曲线加减速,可以用自动手动减速,在定量驱动时可防止速度曲线产生三角波形。每轴有2个32位比较寄存器,可以产生中断或作为软件限位。
三、扩展能力
本运动控制卡的扩展能力非常出色,支持24路光藕隔离输入,所有数字输入信号均有滤波器,以防止干扰。此外,还支持24路光藕隔离输出,其中16路可以直接驱动继电器、电磁阀等。同时,支持4路编码器输出,可以轻松通过组网控制8-64轴单轴运动。
四、总体设计
本运动控制卡的总体设计非常合理,也非常实用。ARM单片机提供了非常高级的算法处理能力,能够完成非常复杂的计算和运算。而FPGA提供了非常出色的实时性能和IO控制能力,能够快速响应各种指令和传感器数据。
此外,本运动控制卡还提供了原理图、PCB图、FPGA源码和ARM框架源码等资源,用户可以进行二次开发,实现更多的功能和应用。同时,本运动控制卡的性能和稳定性也得到了广泛的验证和认可,是非常值得信赖的一款运动控制卡。
总之,本文介绍的这款开发板ARM+FPGA架构运动控制卡,采用ARM单片机和FPGA相结合的设计架构,具有非常出色的插补算法和扩展能力。这款控制卡能够快速响应各种运动指令和传感器数据,同时还提供了丰富的资源和开发工具,为用户提供优秀的开发环境和应用体验。
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