基于VME總線的多處理器運(yùn)動(dòng)控制卡.pdf

1、超精密運(yùn)動(dòng)控制是光刻機(jī)的核心技術(shù)之一,本文結(jié)合國(guó)家重大科技專(zhuān)項(xiàng)課題《雙工件臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)硬件研發(fā)》的研究工作,對(duì)基于 VME總線的多處理器運(yùn)動(dòng)控制卡進(jìn)行了研制與實(shí)踐。
　　分析了雙工件臺(tái)超精密同步運(yùn)動(dòng)控制需求,研究了光刻運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各子系統(tǒng)間的相互關(guān)系;對(duì)常用的計(jì)算機(jī)總線:ISA總線、PCI總線、VME總線等進(jìn)行了比較分析,對(duì)適用于工業(yè)控制的微處理器:單片機(jī)、ARM、DSP、FPGA等進(jìn)行了優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比,確立了以標(biāo)準(zhǔn) VME總線為基礎(chǔ)

2、、以 DSP+FPGA為控制核心的運(yùn)動(dòng)控制卡總體結(jié)構(gòu);針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡具體功能需求對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。
　　根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制卡總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的硬件設(shè)計(jì),包括:DSP外圍電路、FPGA外圍電路、VME總線接口電路、高速光纖電路、數(shù)字和模擬 IO電路、運(yùn)動(dòng)控制卡供電系統(tǒng)等。在硬件電路的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了三層軟件結(jié)構(gòu),利用FPGA靈活可重新配置、集成度高等優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)硬件接口層軟件:VME從接口邏輯、自定義總線接口邏輯、高速光纖控制器和模

3、擬 IO控制器等。DSP通過(guò)外部存儲(chǔ)器接口 EMIF統(tǒng)一管理FPGA控制器,實(shí)現(xiàn)了DSP+FPGA核心處理器架構(gòu)。同時(shí),在 DSP中實(shí)現(xiàn) FLASH啟動(dòng)、應(yīng)用層代碼從上位機(jī)下載、DSP底層程序等底層軟件;最后通過(guò)搭建系統(tǒng)調(diào)試平臺(tái),對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡功能設(shè)計(jì)的完整性和穩(wěn)定性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　本文針對(duì)超精密雙工件運(yùn)動(dòng)平臺(tái),設(shè)計(jì)了基于多總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩嗵幚砥鞑⑿刑幚磉\(yùn)動(dòng)控制卡,實(shí)現(xiàn)多軸納米級(jí)同步運(yùn)動(dòng)控制;根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)總體架構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的運(yùn)