【摘 要】
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EtherCAT是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产厂商的高速以太网标准,EtherCAT以其实时性、可靠性和稳定性,在工业自动化领域,特别是运动控制领域获得了广泛的应用。Ether
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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EtherCAT是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产厂商的高速以太网标准,EtherCAT以其实时性、可靠性和稳定性,在工业自动化领域,特别是运动控制领域获得了广泛的应用。EtherCAT协议比较复杂,目前只有少数几家国外厂商提供专用的EtherCAT协议从站控制器,而国内EtherCAT技术的研究还很缺乏,应用也都是以购买设备厂商的通信芯片为主,难以掌握其核心技术。因此研究和开发具有自主知识产权的EtherCAT通信芯片具有广阔的市场前景和重要的科研价值。本文通过深入研究EtherCAT协议,提出了一套完整的设计方案,并设计出符合EtherCAT协议的从站控制器,为后续EtherCAT通信芯片的实现打下了坚实的基础。
本文详细的介绍了EtherEAT从站通信控制器的设计实现过程。首先通过分析EtherEAT协议以及参考国外现有的芯片资料,结合自身研究,提出了EtherEAT从站通信控制器的整体设计方案,给出了设计的整体框图;其次在整体设计方案的基础上详细介绍了各个功能模块的实现方法,以此为基础,采用自顶向下的设计方法,对各个模块进行详细的设计,并给出了Verilog语言实现RTL编码以及核心功能模块的结构图。并使用Xilinx公司的XC3S500E的FPGA芯片搭建了一个完整EtherEAT通信从站,并以此为基础,搭建了一个测试环境,最后阐述了一致性测试方面的内容。最后搭建了EtherEAT从站控制器的系统级验证环境,进行了系统级验证,充分证实了设计方案的正确性和可行性。
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