串行現(xiàn)場總線協(xié)議的設計與FPGA實現(xiàn).pdf

1、串行現(xiàn)場總線技術是數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，國內目前在這一領域缺乏自主知識產權的標準和協(xié)議，這使得要想提高國產數(shù)控系統(tǒng)的檔次必須要依賴于國外的標準和技術，這顯然是非常不利的。本項目就是針對串行現(xiàn)場總線這一國內空白技術領域的探索。雖然在串行現(xiàn)場總線這一技術領域還缺乏經驗，但有益的嘗試還是可以增加我們在這些方面的理解和積累。我們進行的串行總線技術的開發(fā)就是針對國產化的數(shù)控系統(tǒng)來進行，目的是實現(xiàn)將現(xiàn)有的模擬信號的傳輸方式提升為數(shù)字信號的通信方式，使

2、得國產數(shù)控系統(tǒng)的開放性和通用性大大提高。
　　本文討論的高速串行通信協(xié)議用于數(shù)控系統(tǒng)的底層設備（伺服驅動器和IO模塊）與控制器之間的通信。在數(shù)控系統(tǒng)實際工作時，控制器要周期性的將控制數(shù)據(jù)傳送到各個底層設備，同時底層設備也要將底層的參數(shù)及時的反饋到控制器?？刂破魉⑿聰?shù)據(jù)周期一般要求在毫秒的級別，而且各個底層設備之間的同步誤差應該在微秒的范圍內。根據(jù)這種情況，本項目所開發(fā)的串行通信協(xié)議就應該具備高實時性、高可靠性以及同步誤差小的特點。

3、
　　本文介紹了一種串行總線的設計工作。要實現(xiàn)一個完整的串行總線的設計，首先需要制定出該總線的協(xié)議標準，該標準既要滿足本系統(tǒng)的需求，同時也要能夠兼容本領域其他的系統(tǒng)，這樣的協(xié)議才能夠滿足實際的應用；其次，在制定的協(xié)議的基礎上，要選用合適的平臺完成協(xié)議的實現(xiàn)，本項目是采用FPGA作為開發(fā)平臺，整個總線協(xié)議的實現(xiàn)，除了應用層外都是在FPGA中設計完成。在文章中詳細講述了協(xié)議的結構和原理，并對協(xié)議在FPGA上面的實現(xiàn)模塊進行了詳細的描述