基于netX芯片實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)通訊的研究與開(kāi)發(fā).pdf

1、隨著微電子和電力電子技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)從模擬控制發(fā)展到全數(shù)字控制，其性能不斷提高，在工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備中獲得了廣泛應(yīng)用。基于實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)以其高可靠性、快速性和穩(wěn)定性成為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，德國(guó)Beckhoff公司提出了EtheCAT實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)。該技術(shù)提高了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，具有靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，優(yōu)越的網(wǎng)絡(luò)性能，較低的構(gòu)建成本等特點(diǎn)，適合應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域。目前，該實(shí)時(shí)以太網(wǎng)受到了運(yùn)動(dòng)控制開(kāi)發(fā)商的廣泛關(guān)注。本文

2、從理論研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的角度出發(fā)，利用基于ngtX芯片的開(kāi)發(fā)模塊comX和Atmega128單片機(jī)開(kāi)發(fā)了EtherCAT實(shí)時(shí)以太網(wǎng)從站模塊comEIO。
　　 論文首先研究了常用的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)通信協(xié)議，通過(guò)對(duì)其通信原理及特點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比，選擇了EtherCAT實(shí)時(shí)以太網(wǎng)，重點(diǎn)分析了EtherCAT的工作原理及其技術(shù)特點(diǎn)。然后，結(jié)合comEIO模塊的功能和EtherCAT實(shí)時(shí)以太網(wǎng)通訊的要求，在深入研究netX芯片、基于netX芯片的開(kāi)發(fā)

3、模塊comX和Atmega128單片機(jī)的基礎(chǔ)上，完成了Atmega128單片機(jī)和Altera公司的CPLD組成的主控制電路、comX與單片機(jī)的接口電路、電源電路、輸入輸出電路以及其它外圍接口電路的設(shè)計(jì)。通過(guò)Atmega128單片機(jī)編寫(xiě)應(yīng)用程序，完成與comX的通信操作。單片機(jī)給comX發(fā)送熱啟動(dòng)參數(shù)，使comX上電后，加載EtherCAT實(shí)時(shí)以太網(wǎng)固件，完成過(guò)程數(shù)據(jù)的收發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)EtherCAT實(shí)時(shí)以太網(wǎng)從站模塊comEIO的功能。最

4、后，采用Beckhoff公司的TwinCAT軟件做軟主站，comEIO、NXIO和cifX做從站，搭建EtherCAT實(shí)時(shí)以太網(wǎng)主從站控制系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)，利用實(shí)時(shí)以太網(wǎng)分析儀netANALYZER，抓取EtherCAT實(shí)時(shí)以太網(wǎng)報(bào)文，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析工具Wireshark對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從EtherCAT報(bào)文中可以分析出EtherCAT實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)延遲和時(shí)間抖動(dòng)等數(shù)據(jù)，以及EtherCAT實(shí)時(shí)以太網(wǎng)設(shè)備的一些優(yōu)越性能。從數(shù)據(jù)中