Spartan-6 实现智能驱动控制系统可扩展设计方案

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智能驱动器以及许多汽车和 ISM  厂商正面临着满足新的市场需求和不断发展的标准要求所带来的重重挑战。在现代工业和汽车应用中，电机必须具有高效、低噪声、速度范围宽、可靠性高、成本合 理等特性。在当今工厂里，电机驱动型设备占总耗电量的三分之二，因此开发能效更高的系统势在必行。由于在许多情况下驱动器只是大规模工艺的一个组件，因此 互操作性也是一项关键的设计要求。而影响这种要求的关键因素是工业网络协议的宽度（即现场总线）和相关器件特性，因为它们用来标准化驱动器在网络中的表 达。现场总线（比如 CAN 和 Profibus）自身千差万别，虽然都属于现场总线，但是实际上并不具有互换性。为了降低成本和改善工业控制器 之间的通信，现场总线提供商已经开发出了基于以太网的工业网络解决方案和数种新的协议，比如 EtherCAT 和 Profinet  等。除此之外，EtherNET I/P 也在近年来开始大行其道。不过，这些都是自成体系的技术，迫使制造商不得不支持所有的提供商。

电机控制 PCB 板一般是智能驱动器中众多 PCB 板之一，专门用于根据来自 PLC 的命令对电机进行控制。该电机控制 PCB 板可以让 FPGA 充分发挥其灵活性。与常规 ASIC/微处理器方案中采用的单接口、单电机控制算法解决方案不同，Spartan-6 FPGA 可以用专用网络和电机控制 IP 模块和控制软件重新编程，以满足客户的特定需要。采用这种方式，一块 FPGA PCB 板就可以实现多块 ASIC 板才能实现的功能。同时，它还提供了可以根据最新标准更新 IP核的机制，实现面向未来的智能驱动器。

最终，我们设计出了一种定制嵌入式软件应用，可以在运行于 MicroBlaze 处理器系统的 Micrium（www.micrium.com）μC/OS-II 上运行。μC/OS-II 是一种嵌入式操作系统，可增强原型系统的实时功能，并提供多任务、消息队列和信号量等功能。