Author:Deane
背景
RZ T2M和RZ T2L是瑞薩推出的兩款適用于工業自動化和嵌入式控制應用的微控制器,它們都支持電機控制所需用到的編碼器接口。但兩款芯片在編碼器接口的硬件實現上有所差異。不少客戶關注到這個差異之后,比較關心二者在編碼器接口使用上有什么差異和注意事項。本文就客戶的關注點展開詳細的說明,在此之前本文會就業界通用的編碼器接口類型概括說明一下。
編碼器接口類型說明:
這里主要說明絕對值編碼器的接口和協議,增量編碼器相對簡單不在本文解說范圍內。
絕對值編碼器通常通過具有特定協議的串行接口、網絡接口或并行接口連接。不同類型的編碼器接口有其特點,分為串行接口、網絡接口/現場總線、并行接口三種主要類別。以下是詳細解析:
1
串行接口(Serial Interface)
特點
點對點通信:通常用于設備之間直接的數據傳輸。
單向/雙向通信:比如RS422或RS485 能夠實現單向或雙向數據傳輸。
同步或異步通信:
異步通信:不需要時鐘信號,傳輸機制相對簡單。
適用場景
用于中距離的數據傳輸,適合環境簡單的工業場合。
2
網絡接口/現場總線
(Network Interface / Field Bus)
特點
支持多種工業總線協議,例如PROFIBUS和DeviceNet。
用于網絡化工業通信,適合多節點系統
優勢
提供設備間的靈活通信。
便于多設備在網絡中的管理和監控。
應用場景
工廠自動化、分布式控制系統等復雜應用。
3
并行接口(Parallel Interface)
特點
最直接的編碼器輸出方法:尤其適用于單圈編碼器。
短距離、低分辨率:由于需要大量的布線,適合短距離應用,但分辨率較低。
Gray碼編碼:編碼輸出采用Gray碼方式,保證相鄰位置只改變一個比特位,從而減少傳輸誤差。
優勢
實現簡單,響應速度快。
限制
需要大量信號線,不適合長距離或復雜場景。
業界過去已經開發了幾種絕對值編碼器協議標準,每種標準都有其優缺點。它們是由不同的公司發明和驅動的,也都有各自的優勢。
尼康的A-Format
BiSS是iC-Haus于2002年推出的開源標準。BiSS硬件與SSI(串行同步接口)編碼器兼容,但提供了額外的功能和選項。(您可復制下方鏈接至瀏覽器,或掃描二維碼查看)
來自海德漢的兩種不同版本的EnDat,EnDat2.2。
SICK AG的HIPERFACE DSL。DSL代表“數字伺服鏈路”
FA-coder來自Tamagawa Seiki Co.,Ltd
BiSS
https://biss-interface.com/about-biss/
協議 | 特點 | 優勢 | 典型應用 |
EnDat |
雙向通信, 高精度, 多功能診斷 |
高精度, 高可靠性 |
高端機床、 精密制造設備 |
BiSS-C |
開放協議, 高速, 兼容性強 |
高速傳輸, 低成本 |
工業自動化,多軸機器人 |
FA-CODER |
專用于三菱 伺服系統 |
與三菱系統 深度集成 |
三菱設備的 運動控制 |
A-format |
專用于安川 伺服系統 |
高度優化 安川系統性能 |
安川伺服設備 |
HIPERFACE DSL |
單電纜設計, 高精度反饋 與診斷功能 |
簡化布線, 抗干擾能力強 |
伺服電機, 協作機器人 |
下面解說一下RZ T2M與RZ T2L的編碼器接口使用上的差異:
先說一下相同點
兩個芯片都支持常用的編碼器協議:
RZ T2M和RZ T2L都支持EnDat,Biss-C,FA-CODER,A-format,HIPERFACE DSL-compliant。
以a-format為例,兩者的sample Program AN,基本上也是一樣的。
T2M與T2L編碼器接口使用上的差別,主要是如下幾點:
硬件上的差異
RZ T2M是通過DRP(Dynamically Reconfigurable Processor)來實現的。什么是DRP需要的讀者請移步下面的鏈接:(您可復制下方鏈接至瀏覽器,或掃描二維碼查看)
RZ T2L是把相應的編碼器協議接口以外設的方式提供給用戶,用戶只需要初始化對應的外設模塊就可以使用相應的編碼器接口。
Renesas DRP Dynamic Reconfigurable Processor | Renesas瑞薩電子
https://www.renesas.cn/zh/video/renesas-drp-dynamic-reconfigurable-processor
原理上所需要通過DRP把下圖所示的ENCIF0-ENCIF15,這16個引腳配置成需要實現的編碼器協議接口對應的引腳。
比如a-format這個協議:
對于RZ T2M來說,如下圖所示,A-format協議所需要用到的左邊的腳引,可以通過DRP配置ENCIF0–ENCIF15這些接口實現。
而RZ T2L因為有編碼器接口子系統,相當于把主流的編碼器接口都固化在RZ T2L的外設中。使用不同的編碼器接口,就配置相應的寄存器,走初始化流程就好。
軟件上的差異
以A-format為例:
RZ T2M在軟件多了DRP所需要配置的庫文件,因為是庫也看不到具體的實現。我想主要是上面提到的引腳配置,和協議接口的配置,這些內容。具體用法請參考官網資料“RZ/T2M Group Encoder I/F Configuration Library”,如下面的第二張截圖所示。
RZ T2L的sample code里面沒有這個庫,因為接口已經以外設的形式存在了。
通過文檔的資料來看,RZ T2M和RZ T2L A-format編碼器協議的文檔的Release Note和sample program Application Note基本上都差不多。
RZ T2M多了一個編碼器接口描述文檔,如下面第一張截圖所示;RZ T2L沒有這個文檔是因為在用戶手冊里面已經體現了這些內容,如下面第二張截圖所示。
需要注意的是:
對于fa-coder這個協議在T2l手冊上沒有具體的說明,使用的是SCI接口,請具體參考官網的例程使用說明。
總結來說
二者在編碼器接口的硬件實現上來說,是有區別的。RZ T2M是通過DRP來實現,RZ T2L是通過編碼器外設來實現。有關軟件實現,RZ T2M通過DRP配置庫來現實用戶所需要的編碼器協議接口,在Driver層來說T2M和T2L的驅動接口是一樣的,所以從客戶應用編程而言,2者基本沒有區別。
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原文標題:探究RZ T2M與RZ T2L的編碼器接口使用有何差異
文章出處:【微信號:瑞薩MCU小百科,微信公眾號:瑞薩MCU小百科】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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