ethercat fpga 代码

时间: 2023-08-19 15:02:41 浏览: 161

如何选择硬件-bcm2837-arm-peripherals_

第二节如何选择硬件拿 EtherCAT 伺服驱动器作为从站硬件举例，EtherCAT 伺服驱动器的开发方案有多重选项：（1）纯总线驱动器，不带脉冲、模拟量、液晶等外设。所有指令和操作全部通过 EtherCAT。可以使用的方案为：ESC+DSP，FPGA（IP 核）+DSP 或单 FPGA（软核/硬核+IP）。KPA 从站协议加载在 DSP、软核或者硬核上，难度在于 FPGA 的 IP 核与软核技术、FPGA 内部高速总线的应用和调试。（2）总线+传统驱动器。总线+传统驱动器。同时支持 EtherCAT 和传统的脉冲、模拟量等。可以使用的方案为：ESC+DSP+FPGA（CPLD），FPGA（IP 核）+DSP。不管哪种 EtherCAT 伺服驱动器，几个比较重要的方案对比如下（只是列出常见情况）： KPA 从站协议的作用：使得微控制器（DSP、软核 uBlazer、ARM 硬核）能够处理 ESC 中的数据，完成交互，以及根据 EtherCAT 的运行机制来处理相关事件和过程数据的读写。器件方案 ESC+DSP+FPGA（或CPLD） FPGA（IP 核）+DSP 只有 FPGA(IP 核) 与非总线伺服驱动器的对比相当于再传统的伺服驱动器上加了一个 ESC 而已。 FPGA比传统的驱动器多加载了一个 IP 核，用于完成 EtherCAT 通讯。高效低成本的模式：FPGA 加载 IP 核，完成 EtherCAT、数据交互和处理、运动控制算法处理等。也有两种选择：一类是纯 FPGA，一类是 SoC 器件（ FPGA+A9 ARM）。 KPA 协议栈移植的关系 KPA 代码直接移植到 DSP： DSP 直接从 ESC 拿一些 EtherCAT 数据，ESC 自动完成数据采集，不需要对 ESC 做额外的开发。DSP 与 ESC 之间通过 SPI/并口等方式连接。 1、KPA 代码移植到 DSP：DSP 去拿 FPGA 软核的 EtherCAT 数据； 2、KPA 代码移植到 FPGA 软核（KPA 有 uBlazer 的样机代码）：比如：FPGA 上加载 IP 核，内建一个 uBlazer 的 32 位处理器称为软核，软核上跑 KPA 从站协议栈。DSP 通过 SPI/并口访问 uBlazer 处理出来的 PDO 和 SDO 数据。 KPA 代码加载在内建的软核（比如 xilinx 的 uBlazer）或者硬核（比如xilinx的zynq）（KPA有uBlazer 的 demo+国内团队正在开发的基于 zynq 的 demo）：即 FPGA 上集成 ESC 和一个软核 uC，然后用 FPGA 的片内总线与主控制器交互。 FPGA 的工作量 FPGA 还是做传统的工作：管理外设，IO 数据处理等。（CPLD 任然适用） FPGA 加载 IP 核，除了传统工作量，还包括了通过加载的 IP核实现 EtherCAT 数据的采集和发送，相当于 FPGA 完成了 ESC 的功能+管理了需要的外设+IO 数据处理等（CPLD 将不再适用，需要 25k 以上逻辑容量的 FPGA） FPGA 完成了：EtherCAT 数据处理、运动控制算法、外设管理、IO 运算等等全部工作。性价比评估成本相对最高，开发难度小。现阶段的主流方案。只是需要考虑DSP与 ESC之间的数据交互就可以。成本较低，开发难度适中。最近比较流行，估计未来比较受欢迎。多了 IP 核的开发难度。性价比最高，难度最大，性能最佳：如果是纯 FPGA，难度在于，（1）调试从站 IP，（2）调试 uBlazer 软核（kPA 从站协议加载于此），（3）用 uBlazer 或 FPGA 实现 FOC 等算法。

EtherCAT（以太CAT）是一种现场总线通信协议，用于工业自动化系统中的实时集成。FPGA（现场可编程门阵列）是一种可重构的硬件设备，它可以根据需要重新编程以实现特定的功能。 EtherCAT FPGA代码是指用于实现EtherCAT通信协议的FPGA硬件的程序代码。EtherCAT FPGA代码的主要任务是实现EtherCAT协议的各种功能，如通信数据的解析与封装、数据帧的传输和接收、从站设备的配置与管理等。在EtherCAT FPGA代码中，首先需要根据EtherCAT协议规范实现数据帧的解析和封装功能。这包括解析接收到的数据帧的Payload部分，提取有用的数据信息，并将待发送的数据封装为符合EtherCAT协议规范的数据帧。同时，还需要实现对数据帧的错误检测和纠错机制，以确保数据的可靠传输。其次，在EtherCAT FPGA代码中，还需要实现与从站设备的通信功能。这包括从站设备的配置与管理，通过发送相应的命令与从站设备进行交互，以实现对从站设备的控制和监控。同时，还需要实现周期性的数据传输，以及异步事件的处理，以保证实时性和可靠性。最后，在EtherCAT FPGA代码中，还需要实现与上层控制器的接口功能。这包括通过FPGA与上层控制器之间建立通信连接，并实现数据的交互和同步。同时，还需要实现相应的协议栈，以支持各种上层协议的通信，如TCP/IP、UDP等。总之，EtherCAT FPGA代码是实现EtherCAT协议功能的硬件程序代码，通过对接收到的数据帧进行解析和封装，与从站设备进行通信，以及与上层控制器进行接口功能的实现，实现了EtherCAT通信协议在FPGA硬件上的应用。

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