嵌入式運(yùn)動控制器精簡總線技術(shù)研發(fā).pdf

1、基于總線的嵌入式運(yùn)動控制器具有硬件可擴(kuò)展、系統(tǒng)穩(wěn)定性好、解決方案廉價的優(yōu)點，在工業(yè)場合得到比較多的應(yīng)用。本文針對現(xiàn)有工業(yè)總線協(xié)議功能過于齊全、設(shè)計復(fù)雜、資源消耗量大的特點，設(shè)計了一種專用于嵌入式運(yùn)動控制器的精簡型總線協(xié)議，根據(jù)總線協(xié)議的需求，實現(xiàn)了總線協(xié)議的在線靜態(tài)配置技術(shù)和總線協(xié)議周期性任務(wù)實時技術(shù)。論文的主要研究內(nèi)容有：
　　設(shè)計了一種基于485的精簡型現(xiàn)場總線協(xié)議，采用有限狀態(tài)機(jī)的方法設(shè)計協(xié)議主站與從站的交互方式，使用SCH

2、ED_FIFO調(diào)度算法輪詢地與實時性從站建立通信進(jìn)程，使用SCHED_DYNAMIC_PRI調(diào)度算法有區(qū)別地、合理地與非實時從站建立通信進(jìn)程。為了降低總線的誤碼率，本文分別在物理層與協(xié)議層設(shè)計了多種抗干擾措施，有效降低了總線的出錯概率。
　　針對485總線協(xié)議周期性通信任務(wù)的實時性要求，本文分析Linux/Xenomai實現(xiàn)實時的原理，在Linux2.6.33內(nèi)核基礎(chǔ)上，構(gòu)建了Xenomai實時微內(nèi)核。在內(nèi)核態(tài)下實現(xiàn)了485總線周

3、期性通信數(shù)據(jù)的實時寫入。
　　根據(jù)485總線協(xié)議的精簡性需求，本文開發(fā)了一種總線協(xié)議在線靜態(tài)配置技術(shù)--AS主動串行在線靜態(tài)配置技術(shù)。設(shè)計了AS設(shè)備硬件原理，對AS設(shè)備的高速信號進(jìn)行信號完整性分析；設(shè)計了基于Linux的AS設(shè)備設(shè)備驅(qū)動程序、和應(yīng)用程序，完成了U盤插入自動更新的功能。
　　本文以基于ARM的嵌入式運(yùn)動控制器為硬件平臺，測試了485總線的實時性、誤碼率、Linux/Xenomai對協(xié)議周期性通信任務(wù)的實時性支持