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基于USB和DSP的多轴运动控制卡开发

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基 于 Ｕ Ｂ和 Ｄ Ｐ的 多轴 运 动 控 制 卡 开 发 Ｓ Ｓ
许家 忠， 肖永 强， 尤 波 ， 丁 亮
（ 哈尔 滨理工大学 自动化学 院， 黑龙江 哈尔滨 １０ ８ ） ５０ ０
摘
要 ：为 实现 实时数 据传 输 和 简便 的接 口连接 ， 计 了基 于 Ｕ Ｂ ． 设 Ｓ ２ ０技 术 的 多轴 运 动控 制
满足 运动控 制 的要 求．
关键词 ： Ｓ Ｄ Ｐ Ｕ Ｂ； Ｓ ；运动 控制 器；Ｃ Ｌ ＰＤ
中图分 类 号 ： Ｍ ７ Ｔ ２３
文献标 识码 ： Ａ
文章编 号 ：１０ － ６３ ２０ ）５ ０ ５ — ４ ０７ ２ ８ （０ ６ ０ — ０ ５ ０
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｌｐｅ— ａ ｉ ｔ ｓ ａ ｃ ｎ ｖ ｌｐ ｎ ｆＭｕｔ ｌ — ｘｓ Ｍｏ ｉ ｉ ｏｎ
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好 地解决 了以上 问题 ． Ｓ Ｕ Ｂ技 术是 一种 新 型接 口技
术 ， 的推 出 ， 到 了许 多 硬件 和软 件 厂 商 的支 持 ． 它 得 Ｕ Ｂ ． 出 以后 ， Ｓ ２ ０推 以其较快 的传输 速率 和支持 热插
拔 等诸 多优 点 受到 用 户 的广 泛 青 睐 ． 别是 对 于 一 特 些 需要经 常插 拔 的设 备 ， Ｓ 口甚 至成 了唯一 的接 ＵＢ
口 Ｊ把
．
Ｕ Ｂ引入运 动控 制 器 ， Ｄ Ｐ为核心 ， Ｓ 以 Ｓ 可
卡， 该控 制卡 以 Ｄ ＰＴ ３０ Ｆ４７为核 心 处理 器 ， 用 Ｃ Ｌ 器件 来 处理 外 围事 务 ， Ｓ ＭＳ２ Ｌ ２０ 利 ＰＤ 简化 了板卡
结构 ． 述 了运动控 制卡 的硬 件 结构及 软件 构成 ． 叙 实验 证 明 ， 运 动控 制卡 运 行稳 定 、 该 实时性 好 ， 能
维普资讯
第 １卷 １
第 ５期
２０ ０ ６年 ｌ ０月
哈 尔 滨 理 工 大 学 学 报 Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＨＡＲＢ Ｎ ＮＩ Ｉ Ｕ Ｖ．Ｓ Ｉ ＆ Ｔ ＣＨ． Ｃ． Ｅ
Ｖｏ＿ｌ Ｎｏ ５ ｌ ｌ ． Ｏｃ ． ０ ６ ｔ ，２ ０
通 用 串行 总线 Ｕ Ｂ Ｕ ｉｅｓｌ ｅ ａ Ｂ ｓ 的 出现 ， Ｓ （ ｎｖｒａ Ｓ ｒ ｌ ｕ ） ｉ 很
１ 基本 假 设
运动控制 器 已经从 以单 片机 或微处 理器 作为 核 心 的运动控 制 器 和 以专 用 芯 片 （ ＳＣ） 为 核 心 处 ＡＩ 作 理 器 的 运 动 控 制 器 ， 展 到 了基 于 Ｐ 总 线 的 以 发Ｃ Ｄ Ｐ和 Ｆ Ｇ 作 为 核 心 处 理 器 的开 放 式 运 动 控 制 Ｓ ＰＡ 器… ． 目前 国内 的运 动控 制器 中 ， 在 大多基 于 ＩＡ总 Ｓ 线 、Ｃ 总 线等 接 口形 式 ， 种 板 卡 不 仅 安装 麻 烦 ， ＰＩ 这
Ｃｏ ｔｏ ｒ ａ ｅ ｎ ＵＳＢ ａ ｄ ＤＳＰ ｎｒ ｌ Ｃａ ｄ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｎ
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基于USB总线的多轴运动控制平台设计

基于USB总线的多轴运动控制平台设计

基于USB总线的多轴运动控制平台设计
唐志强;黄道平;刘少君
【期刊名称】《组合机床与自动化加工技术》
【年(卷),期】2010(000)011
【摘要】基于工业控制平台对通信传输速度的高要求及USB接口的普及和技术的成熟,以多轴运动控制平台为研究对象,采用USB总线与FPGA相结合的通讯方式,首先介绍了多轴运动控制平台的硬件设计方案和FPGA程序运行流程,然后分析了USB接口芯片CY7C68013A的固件开发和平台在Linux系统下USB设备驱动程序开发等软件设计过程,最后通过相应的通讯测试,展示了系统的可行性和高速性,为USB技术应用于工业设备通讯提供了参考.
【总页数】5页(P74-77,86)
【作者】唐志强;黄道平;刘少君
【作者单位】华南理工大学,自动化科学与工程学院,广州,510640;华南理工大学,自动化科学与工程学院,广州,510640;华南理工大学,自动化科学与工程学院,广
州,510640
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.基于USB总线的运动控制平台设计 [J], 李正斌;范秋凤
2.基于USB总线的多轴运动控制器研究 [J], 张卫平;郇极
3.基于PC/104总线与专用运动控制芯片的多轴运动控制器设计 [J], 崔志方;皮佑国
4.基于PCI总线的多轴运动控制器设计 [J], 林继
5.基于CANopen总线的弯管机多轴运动控制系统设计与实现 [J], 孙松丽; 朱文亮; 黄晓华; 瞿志俊
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基于USB3.0与FPGA的多轴运动控制器开发

基于USB3.0与FPGA的多轴运动控制器开发

基于USB3.0与FPGA的多轴运动控制器开发∗
顾定富;罗福源
【期刊名称】《组合机床与自动化加工技术》
【年(卷),期】2015(000)007
【摘要】USB3.0技术的出现使得USB串行接口不仅具有即插即用、支持热插拔等特点，而且提高了数据传输的速率，在此背景下，这里提出了基于USB3.0通信接口的运动控制器设计。

文中对运动控制器的总体结构进行了设计并对主要芯片进行选型，利用USB3.0接口高达5 Gbps以及全双工工作模式的特点，自定义了数据差错控制与数据双向传输的新通信协议。

控制器采用FPGA作为主控芯片，采用SOPC的设计方法，运用Verilog HDL语言设计出运动控制器的精插补、编码器信号细分辨向等模块。

最后的仿真验证了该运动控制器有效性与可行性，为USB3.0产品的开发提供了参考。

【总页数】5页(P64-68)
【作者】顾定富;罗福源
【作者单位】南京航空航天大学机电学院，南京 210016;南京航空航天大学机电学院，南京 210016
【正文语种】中文
【中图分类】TH165;TG659
【相关文献】
1.基于FPGA与PC-104的CNC多轴运动控制器设计 [J], 易德福;王小椿
2.基于ARM+DSP+FPGA的机器人多轴运动控制器的设计与研究 [J], 刘大伟;王苏洲
3.基于 DSP 和 FPGA 的多轴伺服运动控制器设计 [J], 黄建
4.基于STM32+FPGA的多轴运动控制器的设计 [J], 胡呈祖;周军连
5.基于STM32和FPGA的多轴运动控制器的设计 [J], 张团善;肖磊;张娜
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基于DSP和专用接口芯片的USB实现方案

基于DSP和专用接口芯片的USB实现方案

基于DSP和专用接口芯片的USB实现方案引言各种测量仪器检测到的数据常常需要传送到PC机进行数据处理与存档，以充分利用PC机丰富的硬件和软件资源，获得更为完善和强大的数据处理、分析和存储能力。

传统PC平台的数据采集卡受PC机插槽数目、地址、中断等硬件和软件资源的限制，可扩展性较差，安装拆卸困难，成本高。

自1994年11月提出通用串行总线（USB）以来，USB以其传输速率高、支持热插拔、易于扩展的突出优势，发展速度惊人，迅速席卷电子产品世界。

在市场需求的强力驱动下，从1998年开始，USB接口进入测量仪器领域，并逐步被许多著名仪器公司接纳。

在测量仪器中扩展USB接口已经成为一种发展趋势。

针对不同的测量仪器，寻求一种普遍适用的USB接口解决方案，对于测量仪器的开发设计有十分重要的意义。

方案选择开发USB设备一般有三种方式：一种是使用带USB接口的专用微控制器（MCU），这类MCU有自己的系统结构和指令，从底层专用于USB控制，比如Cypress公司的CY7C63xxx和CY7C64013，这类MCU的开发需要用专用工具，且性能有限；第二种方式是使用带USB接口的通用MCU，这类MCU只是基于一般芯片内核增加了USB接口，比如Intel公司的8x931、8x930以及Cypress公司的EZUSB等，这类MCU的开发语言和开发工具都和一般MCU相似，因而较易入手，但其缺点是成本较高；第三种方式是使用纯粹的USB接口芯片，通过外加MCU对其控制。

如Philips公司的PDIUSBD12、ISP1581 以及National公司的USBN9602、南京沁恒公司的CH372、CH375等。

这类USB接口芯片价格较低、接口方便、灵活性高，针对不同的硬件环境可以配合。

基于USB总线的多轴运动控制器研究

基于USB总线的多轴运动控制器研究

管 理 通 信 及 发 送 控 制 命 令 并 从 各 伺 服 轴 获 取 状 态 信 息
进行 处理 。 系 统 硬 件 由 三 部 分 组 成 ， 上 位 机 、 动 控 制 器 和 即 运 设 备 。 上 位 机 Ｐ 采 用 ｗｉｄ ｗｓ８ ２ ｏ 操 作 系 统 ， Ｃ ｎｏ ９／ Ｏｏ Ｃ Ｕ速 度 Ｐ ３ 以 上 ； 动 控 制 器 由 带 ＵＳ 接 口 的 微 Ｐ ２３ 运 Ｂ
ｄａ ｎ ａａｅｃ ａ ｇ ｒｔｃ ｌｏ ｏ ｉ ｎ ｇｃ ｎ ｏ Ｕ Ｂ ｃ（ Ｓ ｒ ｔ ｎｃ ｎ ｏ）Ｔ ｅｆｒ ｔ ｆ ａ ｒｗｉｇａ ｔ ｘ ｈ ｎ ｅｐｏｏ ｏ ｆｒ ｓｉ ｉ ｏ 仃 Ｉ Ｓ ｎ Ｕ Ｂｆ ｉ ｏ ￣ １ ｈ ｍａ ｏ ｔ ｄ ｐ ｔ ｎ ｏ ～ ｏ ｍｏ ｏ ． ｏ ｄａ
摘要 ： 文章研 究 了一种 在 Ｐ Ｃ计 算机 Ｗｉｄｗ 操 作 系统 下 基 于 Ｕ Ｂ 总线 的 多轴 运 动 控 制 器， 义 了基 于 ｎｏ ｓ Ｓ 定
Ｕ Ｂ 总线 的 运 动 控 制 数 据 传 输 协 议 — — ｕＳ ｍｃ（ Ｂ ｆｒｍｏｉｎ ｃ ｎｒ １ 详 细 叙 述 了协 议 的 数 据 包格 式 和 Ｓ Ｂ ＵＳ ｏ ｔ ｏ ｔ ）， ｏ ｏ 启 动 过 程 。 文 章 给 出 了运 动 控 制 器 系统 的 总 体 构 架 、 件 组 成 及 软 件 实 现 方 法 。 运 动 控 制 器 系 统 还 为 用 硬
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈｓｐ ｐ ｒｓｕ ｉ ｌ－ｘｓ ｍｏｉｎ ｃ ｎｒ Ⅱｒｂ ｓｄ ｏ Ｂ ｏ Ｃ’ Ｗ ｉｄ ｗｓｏ ｅａｉｎ ｓ ｓｅ ， ｉ ａ ｅ ｔ ｄｅ ａ ｍｕｔ ａ ｉ ｓ ｉ ｔ Ｏ ｔ ｅ ａ ｅ ｎ ＵＳ ｆＰ Ｓ ｎ ｏ ｐ ｒｔ ｙ ｔｍ ｏ Ｏ ｏ