基于Linux的EtherCAT运动控制系统设计-DSPTMS320F28335 FPGA

"该资料主要涉及时钟电路设计，特别是在大疆植保机MG-1S 1P的解锁教程中，重点关注了与EtherCAT相关的从站接口模块设计和软件规划。其中，介绍了ET1100芯片和PHY芯片的时钟源共享、PHY芯片的特性要求，以及网络变压器在网络通信中的作用。同时，提到了KS8721芯片的具体连接方式和时钟同步。" 在时钟电路设计部分，了解到ET1100和PHY芯片共用一个时钟源，这是确保二者同步工作的重要因素。PHY芯片需提供一个信号来指示是否已建立100Mbit/s的全双工连接，并且其连接丢失响应时间必须小于15微秒，以满足EtherCAT的高冗余性能需求。此外，PHY芯片的TX_CLK信号与输入时钟间的相位关系必须固定，最大允许5ns的抖动，这有助于维持数据传输的精确性。ET1100不使用PHY的TX_CLK信号，从而简化了其内部发送FIFO的设计。 在硬件接口方面，KS8721BL芯片通过15个引脚与ET1100相连，包括MDC、MDIO、RXDV、RXER、RXC、RX_D[3:0]、TX_D[3:0]、LED1和TXEN等。同时，它与网络变压器有四个信号连接，即RX+、RX-、TX+和TX-。KS8721BL内部集成了锁相环PLL，用于时钟同步，确保与ET1100的时钟一致。 为了增强通信模块的抗干扰能力和传输距离，设计中使用了Pulse公司的HT1102网络变压器，它位于RJ45和PHY芯片之间，起到信号电平耦合的作用。网络变压器的电路设计包括多个电容和电阻，如C623、C622、C625、R620等，它们共同构成了滤波和匹配网络，以优化信号质量。 在基于Linux的EtherCAT运动控制系统中，主站通常由普通PC机加标准NIC网卡构成，软件运行在Linux内核之上。从站单元则采用TI的DSPTMS320F28335作为核心处理器，Altera的CycloneII EP2C8 FPGA作为协处理器，以及倍福的ET1100芯片作为通信接口，实现与Linux主站的EtherCAT通信。软件开发涉及周期性数据的收发，确保了从站与主站之间的高效交互。 最后，通过实验仿真平台验证了设计的有效性，证明了基于Linux平台的EtherCAT运动控制系统能够达到预期效果，为后续的深入研究和开发奠定了基础。这个系统充分展示了工业以太网、运动控制技术、EtherCAT协议以及Linux操作系统的结合应用，是现代制造业自动化和信息化发展的重要方向。