基于FPGA的伺服驅動EtherCAT現場總線接口設計及實現.pdf

1、工業(yè)自動化對伺服驅動技術提出了高速、高精度的控制要求，現場總線技術為伺服驅動控制提供了數字化的數據傳輸網絡平臺，EtherCAT現場總線由于其具有優(yōu)良的性能而廣泛應用于伺服驅動接口中。本文基于伺服驅動EtherCAT接口技術，針對當前實現伺服驅動 EtherCAT接口存在的成本高和不靈活等問題，提出了一種基于FPGA的高效、低成本和可靈活集成的實現方案，論文的主要研究內容如下：
　　分析了伺服驅動對EtherCAT現場總線控制需求

2、，提出了伺服驅動EtherCAT接口的實時穩(wěn)定性、兼容性和同步性的要求，并結合EtherCAT協(xié)議提出了基于FPGA的伺服驅動EtherCAT接口硬件平臺設計和軟件架構方案。
　　針對軟件架構中的數據鏈路層，提出了一種基于分時復用策略的EtherCAT通信IP核設計方法和總體方案，并對IP核中的模塊進行了詳細設計和仿真驗證，包括基于實時穩(wěn)定性要求的數據幀實時處理和轉發(fā)、基于兼容性要求的應用層通信接口和基于同步性要求的分布時鐘設計。

3、
　　針對EtherCAT協(xié)議實現的應用層，研究了基于CANopen的伺服驅動EtherCAT接口關鍵技術，并以伺服驅動EtherCAT接口功能為基礎，設計并實現了CoE應用層接口協(xié)議，包括EtherCAT協(xié)議通信狀態(tài)機、基于CANopen的EtherCAT應用層通信接口和基于CANopen的功率設備狀態(tài)機CiA402協(xié)議。
　　搭建了不同類型主從站的互操作性測試實驗平臺，以主站用戶的角度對伺服驅動EtherCAT接口進行了