基于netX芯片實現(xiàn)實時以太網(wǎng)通訊的研究與開發(fā).pdf

1、隨著微電子和電力電子技術(shù)的發(fā)展，運動控制系統(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)自動化設備中獲得了廣泛應用?；趯崟r以太網(wǎng)的運動控制系統(tǒng)以其高可靠性、快速性和穩(wěn)定性成為運動控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，德國Beckhoff公司提出了EtheCAT實時以太網(wǎng)技術(shù)。該技術(shù)提高了運動控制系統(tǒng)的實時性，具有靈活的拓撲結(jié)構(gòu)，優(yōu)越的網(wǎng)絡性能，較低的構(gòu)建成本等特點，適合應用于運動控制領(lǐng)域。目前，該實時以太網(wǎng)受到了運動控制開發(fā)商的廣泛關(guān)注。本文

2、從理論研究和產(chǎn)品開發(fā)的角度出發(fā)，利用基于ngtX芯片的開發(fā)模塊comX和Atmega128單片機開發(fā)了EtherCAT實時以太網(wǎng)從站模塊comEIO。
　　 論文首先研究了常用的實時以太網(wǎng)通信協(xié)議，通過對其通信原理及特點進行對比，選擇了EtherCAT實時以太網(wǎng)，重點分析了EtherCAT的工作原理及其技術(shù)特點。然后，結(jié)合comEIO模塊的功能和EtherCAT實時以太網(wǎng)通訊的要求，在深入研究netX芯片、基于netX芯片的開發(fā)

3、模塊comX和Atmega128單片機的基礎上，完成了Atmega128單片機和Altera公司的CPLD組成的主控制電路、comX與單片機的接口電路、電源電路、輸入輸出電路以及其它外圍接口電路的設計。通過Atmega128單片機編寫應用程序，完成與comX的通信操作。單片機給comX發(fā)送熱啟動參數(shù)，使comX上電后，加載EtherCAT實時以太網(wǎng)固件，完成過程數(shù)據(jù)的收發(fā)，從而實現(xiàn)EtherCAT實時以太網(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實時以太網(wǎng)主從站控制系統(tǒng)測試平臺，利用實時以太網(wǎng)分析儀netANALYZER，抓取EtherCAT實時以太網(wǎng)報文，結(jié)合網(wǎng)絡報文分析工具Wireshark對采集到的數(shù)據(jù)進行分析，從EtherCAT報文中可以分析出EtherCAT實時以太網(wǎng)的網(wǎng)絡延遲和時間抖動等數(shù)據(jù)，以及EtherCAT實時以太網(wǎng)設備的一些優(yōu)越性能。從數(shù)據(jù)中