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伺服驅(qū)動(dòng)器是用來控制伺服電機(jī)的一種控制器，一般是通過位置、速度和力矩3種方式對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高精度的系統(tǒng)定位。目前，伺服控制器CPU的架構(gòu)主要有：1）單CPU架構(gòu)ARM（ acorn RISC machine）控制器；2）單CPU架構(gòu)DSP（digital signal process）控制器；3）ARM+FPGA+DSP架構(gòu)的多CPU控制器。方法3）是目前最先進(jìn)的架構(gòu)，前2種方法都有局限陛。方法1）和方法2）采用單CPU架構(gòu)的控制器，一個(gè)CPU集算法、采集控制、通訊、顯示功能于一體，當(dāng)算法復(fù)雜度和實(shí)時(shí)性要求高時(shí)往往會(huì)顧此失彼。而方法3）的架構(gòu)中各CPU分T明確，ARM負(fù)責(zé)通信和顯示功能，DSP負(fù)責(zé)算法運(yùn)算，F(xiàn)PGA負(fù)責(zé)采集和控制。方法3）的技術(shù)瓶頸是滿足伺服控制器的實(shí)時(shí)性要求需要幾個(gè)CPU之間的高速數(shù)據(jù)通信，因此，如果能夠找到一個(gè)高速的通信方式完全可以發(fā)揮各個(gè)CPU的特性，就像一個(gè)多核CPU在工作一樣。
本研究基于ARM+FPGA+DSP架構(gòu)，采用并口通信的方法用于幾個(gè)CPU之間的內(nèi)部高速通信。此外，伺服驅(qū)動(dòng)器作為伺服系統(tǒng)的一部分還需要和主控器和編碼器進(jìn)行高速通信，來滿足整個(gè)伺服系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。本架構(gòu)采用EtherCAT和高速485接口用于控制器和其他設(shè)備進(jìn)行高速通信，描述了系統(tǒng)的原理架構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)架構(gòu)。
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