基于ARM处理器的横机控制系统的设计与实现

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电脑横机是一种多种技术集于一体的重要针织设备,其技术水平的高低决定了针织产品的竞争力。当前国内针织品行业的发展,对国内针织横机设备提出了新的要求;必须有新型的,高适应性的横机设备替代传统的老式设备。 嵌入式系统在工业控制领域已经占主导地位,其特点是开发方式灵活,采用模块化的结构,便于后续开发和利用。把嵌入式控制系统引入到横机的控制当中,摆脱了传统横机采用单片机设计方案中开发模式的不足:结合ARM9处理器,可以提供单片机设计方案无法比拟的性能。相对于工控机设计方案,保证性能与可靠性的前提下,成本优势明显;系统设计方案性价比与适用性都很高。 本设计把嵌入式控制系统开发模式引入到横机控制器的开发当中来,突破传统横机控制器开发模式,是本设计的创新点之一。实现这样一套控制系统是本文的主要研究内容。 硬件结构规划,采用了ARM9+FPGA的设计方案。处理器采用了三星ARM9处理器S3C2410,FPGA采用LATTICE的LFXP3C。功能结构上划分为主处理单元与协处理单元的结构:ARM为主处理部分,负责花型数据读取与解析、编织工艺控制、人机接口的实现:FPGA负责解码ARM送来的控制命令,映射成为各种输出,控制机电部件的具体动作时序;负责采集当前运动位置信息、报警信息,送给ARM。两部分通过总线互联。 针对现有嵌入式控制系统设计规划的缺陷,ARM只负责高速部分的数据处理,通过向FPGA发送命令编码;编织动作控制完全由FPGA来完成。这样的主、协处理单元的划分,避免了ARM因处理低速控制时序浪费命令周期;充分发挥FPGA并行处理的功能。在不增加硬件成本前提下,系统效率和性能提高。这是本设计的创新点之二,也是工作的重点。 采用LINUX操作系统,在设计的硬件平台上作移植,提高系统的稳定性和软件的结构化,方便设备管理和扩展。这也是本设计的主要工作之一。 本设计有效的提高了系统的运行效率和稳定性,实现了高适应性的设计目标,具有很好的应用前景,也对今后新设备的发展起到了积极的引导作用。
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