驱控一体化控制器及其控制方法和控制装置、存储介质与流程

本发明属于嵌入式设备，具体而言，涉及一种驱控一体化控制器、驱控一体化控制器的控制方法、驱控一体化控制器的控制装置、可读存储介质。

背景技术：

1、驱控一体机集成了伺服驱动和运动控制，具有节省成本和节省空间的优势，但是，驱控一体系统也具有多轴抖动的缺陷，如何解决多轴抖动的问题成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

2、有鉴于此，第一方面，本发明提出了一种驱控一体化控制器，包括：处理器组件，处理器组件用于执行人机交互和控制功能；可编程逻辑阵列电路组件，用于执行伺服驱动；晶体振荡器，设于处理器组件或可编程逻辑阵列电路组件，用于产生时钟信号；内部总线，处理器组件与可编程逻辑阵列电路组件通过内部总线进行交互，用于将时钟信号由处理器组件和可编程逻辑阵列电路组件中的一个传输至处理器组件和可编程逻辑阵列电路组件中的另一个。

3、本发明提供的驱控一体化控制器，处理器组件可执行人机交互的功能，使得驱控一体化控制器可以实现人与机器之间通信的功能，用户可以通过人机交互界面与系统交流并执行操作，人机交互功能可以代替常规接口结构，摒弃各种接口区间，节省大量电缆、空间，使产品的成本显著降低。

4、处理器组件还能够实现控制功能，处理器组件可以将控制指令传输至可编程逻辑阵列电路组件，可编程逻辑阵列电路组件根据控制指令实现驱动功能，处理器组件和可编程逻辑阵列电路组件之间交互，具体地，处理器组件和可编程逻辑阵列电路组件通过内部总线实现信息交互，从而实现了驱控一体的控制功能。

5、在处理器组件或可编程逻辑阵列电路组件上设置有晶体振荡器，晶体振荡器可以产生高度稳定的信号，这种高度稳定的信号可以作为时钟信号。以晶体振荡器设置在处理器组件上进行示例性说明，处理器组件可以根据晶体振荡器产生的时钟信号实现计时功能。具体地，处理器组件具有控制周期，控制周期的计时是通过时钟信号实现的。同样地，可编程逻辑阵列电路组件也具有驱动周期，驱动周期的计时同样需要通过时钟信号实现。处理器组件和可编程逻辑阵列电路组件通过内部总线实现信息交互，由于晶体振荡器仅设置在处理器组件上，因此，为了编程逻辑阵列电路组件能够获取时钟信号，编程逻辑阵列电路组件可以通过内部总线接收到来自于处理器组件的时钟信号。

6、处理器组件和可编程逻辑阵列电路组件接收到的是同一时钟信号，因此处理器组件和可编程逻辑阵列电路组件可以实现同步计时的功能，通过共享时钟的方式，在硬件平台上保证了时钟的单一性。处理器组件和可编程逻辑阵列电路组件根据同一时钟信号动作，控制功能、驱动功能基于同一时钟作为触发源，可以实现同步触发的功能，保证多轴伺服驱动具有较高的同步性能，有效解决多轴同步抖动的问题。

7、另外，根据本发明提供的上述技术方案中的磁悬浮电机的控制方法，还可以具有如下附加技术特征：

8、在上述技术方案中，处理器组件包括：第一处理器，用于执行人机交互、轨迹规划和运动控制；第二处理器，用于执行插补控制、位置控制和速度控制，晶体震荡器设于第一处理器和第二处理器中的一个上；存储器，第一处理器和第二处理器通过存储器实现内存共享。

9、在该技术方案中，驱控一体化控制器具有两个处理器，分别为第一处理器和第二处理器。因此本方案中的驱动一体化控制器为双核控制器。第一处理器和第二处理器通过存储器实现内存共享，两个处理器可以提高运算速度，可以有效增大在单个时钟周期内的处理指令数量。

10、第一处理器用于处理人机交互、轨迹规划以及运动控制等内容。第二处理器用于处理插补控制、位置控制以及速度控制等内容。第一处理器和第二处理器可以同时处理不同的内容，有利于提高处理速度。

11、第二方面，本发明提出了一种驱控一体化控制器的控制方法，用于上述任一技术方案中的驱控一体化控制器，控制方法包括：采集晶体振荡器的时钟信号；根据时钟信号，控制处理器组件和可编程逻辑阵列电路组件运行。

12、在处理器组件或可编程逻辑阵列电路组件上设置有晶体振荡器，晶体振荡器可以产生高度稳定的信号，这种高度稳定的信号可以作为时钟信号。以晶体振荡器设置在处理器组件上进行示例性说明，处理器组件可以根据晶体振荡器产生的时钟信号实现计时功能。具体地，处理器组件具有控制周期，控制周期的计时是通过时钟信号实现的。同样地，可编程逻辑阵列电路组件也具有驱动周期，驱动周期的计时同样需要通过时钟信号实现。处理器组件和可编程逻辑阵列电路组件通过内部总线实现信息交互，由于晶体振荡器仅设置在处理器组件上，因此，为了编程逻辑阵列电路组件能够获取时钟信号，编程逻辑阵列电路组件可以通过内部总线接收到来自于处理器组件的时钟信号。

13、处理器组件和可编程逻辑阵列电路组件接收到的是同一时钟信号，因此处理器组件和可编程逻辑阵列电路组件可以实现同步计时的功能。在接收到时钟信号的情况下，控制处理器组件和可编程逻辑阵列电路组件根据同一时钟信号运行。通过共享时钟的方式，在硬件平台上保证了时钟的单一性。处理器组件和可编程逻辑阵列电路组件根据同一时钟信号动作，控制功能、驱动功能基于同一时钟作为触发源，可以实现同步触发的功能，保证多轴伺服驱动具有较高的同步性能，有效解决多轴同步抖动的问题。

14、在上述技术方案中，根据时钟信号，控制处理器组件和可编程逻辑阵列电路组件运行，包括：基于时钟信号，对可编程逻辑阵列电路组件以及驱控一体化控制器中的第一控制器和第二控制器的运行时长进行计时；根据计时，控制可编程逻辑阵列电路组件、第一控制器以及第二控制器运行。

15、在该技术方案中，第一控制器、第二控制器以及可编程逻辑阵列电路组件的运行周期可能是不同的，在处理器组件以及可编程逻辑阵列电路组件接收到时钟信号的情况下，根据时钟信号对第一控制器、第二控制器以及可编程逻辑阵列电路组件进行计时，确定第一控制器、第二控制器以及可编程逻辑阵列电路组件的是否完成了一个周期的动作，根据时钟信号，确定第一控制器、第二控制器以及可编程逻辑阵列电路组件开始下一运行周期的开始时间点，使得第一控制器、第二控制器以及可编程逻辑阵列电路组件可以同步动作。

16、由于第一控制器、第二控制器以及可编程逻辑阵列电路组件接收到是同一时钟信号，因此不存在时钟偏移的问题，可以精准地对第一控制器、第二控制器以及可编程逻辑阵列电路组件实现控制。另外，相比于设置多个晶体振荡器的方案，还可以节省额外的同步时钟补偿，不仅降低了计算工作量，还提高了控制效率。

17、在上述任一技术方案中，基于时钟信号，对可编程逻辑阵列电路组件以及驱控一体化控制器中的第一控制器和第二控制器的运行时长进行计时，包括：根据时钟信号，确定晶体振荡器产生时钟信号的周期时长；根据周期时长，根据周期时长，对可编程逻辑阵列电路组件、第一控制器和第二控制器的运行时长进行计时。

18、在该技术方案中，晶体振荡器周期性产生时钟信号，因此根据时钟信号，可以确定晶体振荡器产生时钟信号的周期时长。晶体振荡器产生时钟信号的周期时长作为计时基准，对可编程逻辑阵列电路组件以及驱控一体化控制器中的第一控制器和第二控制器的运行时长进行计时。

19、示例性地，接收到两次时钟信号的间隔时长为一个单位时长，如果第一控制器在一个周期内的运行时长为5个单位时长，当接收到6次时钟信号时，就说明计时达到5个单位时长，也就确定第一控制器已经运行一个周期。同理，可以对可编程逻辑阵列电路组件以及第二控制器的运行时长进行计时。

20、第三方面，本发明提出了一种驱控一体化控制器的控制装置，用于如上述任一技术方案中的驱控一体化控制器，控制装置包括：采集模块，采集晶体振荡器的时钟信号；控制模块，根据时钟信号，控制处理器组件和可编程逻辑阵列电路组件运行。

21、在处理器组件或可编程逻辑阵列电路组件上设置有晶体振荡器，晶体振荡器可以产生高度稳定的信号，这种高度稳定的信号可以作为时钟信号。以晶体振荡器设置在处理器组件上进行示例性说明，处理器组件可以根据晶体振荡器产生的时钟信号实现计时功能。具体地，处理器组件具有控制周期，控制周期的计时是通过时钟信号实现的。同样地，可编程逻辑阵列电路组件也具有驱动周期，驱动周期的计时同样需要通过时钟信号实现。处理器组件和可编程逻辑阵列电路组件通过内部总线实现信息交互，由于晶体振荡器仅设置在处理器组件上，因此，为了编程逻辑阵列电路组件能够获取时钟信号，编程逻辑阵列电路组件可以通过内部总线接收到来自于处理器组件的时钟信号。

22、处理器组件和可编程逻辑阵列电路组件接收到的是同一时钟信号，因此处理器组件和可编程逻辑阵列电路组件可以实现同步计时的功能。在接收到时钟信号的情况下，控制处理器组件和可编程逻辑阵列电路组件根据同一时钟信号运行。通过共享时钟的方式，在硬件平台上保证了时钟的单一性。处理器组件和可编程逻辑阵列电路组件根据同一时钟信号动作，控制功能、驱动功能基于同一时钟作为触发源，可以实现同步触发的功能，保证多轴伺服驱动具有较高的同步性能，有效解决多轴同步抖动的问题。

23、在上述技术方案中，控制模块具体用于：基于时钟信号，对可编程逻辑阵列电路组件以及驱控一体化控制器中的第一控制器和第二控制器的运行时长进行计时；根据计时，控制可编程逻辑阵列电路组件、第一控制器以及第二控制器运行。

24、在该技术方案中，第一控制器、第二控制器以及可编程逻辑阵列电路组件的运行周期可能是不同的，在处理器组件以及可编程逻辑阵列电路组件接收到时钟信号的情况下，根据时钟信号对第一控制器、第二控制器以及可编程逻辑阵列电路组件进行计时，确定第一控制器、第二控制器以及可编程逻辑阵列电路组件的是否完成了一个周期的动作，根据时钟信号，确定第一控制器、第二控制器以及可编程逻辑阵列电路组件开始下一运行周期的开始时间点，使得第一控制器、第二控制器以及可编程逻辑阵列电路组件可以同步动作。

25、由于第一控制器、第二控制器以及可编程逻辑阵列电路组件接收到是同一时钟信号，因此不存在时钟偏移的问题，可以精准地对第一控制器、第二控制器以及可编程逻辑阵列电路组件实现控制。另外，相比于设置多个晶体振荡器的方案，还可以节省额外的同步时钟补偿，不仅降低了计算工作量，还提高了控制效率。

26、在上述任一技术方案中，控制模块具体用于：根据时钟信号，确定晶体振荡器产生时钟信号的周期时长；根据周期时长，根据周期时长，对可编程逻辑阵列电路组件、第一控制器和第二控制器的运行时长进行计时。

27、在该技术方案中，晶体振荡器周期性产生时钟信号，因此根据时钟信号，可以确定晶体振荡器产生时钟信号的周期时长。晶体振荡器产生时钟信号的周期时长作为计时基准，对可编程逻辑阵列电路组件以及驱控一体化控制器中的第一控制器和第二控制器的运行时长进行计时。

28、示例性地，接收到两次时钟信号的间隔时长为一个单位时长，如果第一控制器在一个周期内的运行时长为5个单位时长，当接收到6次时钟信号时，就说明计时达到5个单位时长，也就确定第一控制器已经运行一个周期。同理，可以对可编程逻辑阵列电路组件以及第二控制器的运行时长进行计时。

29、第四方面，本发明提出了一种驱控一体化控制器的控制装置，包括：处理器和存储器，其中，存储器中存储有程序或指令，处理器在执行存储器中的程序或指令时实现如上述任一技术方案中的控制方法的步骤，且能实现相同的技术效果，在此不再赘述。

30、第五方面，本发明提出了一种可读存储介质，可读存储介质上存储程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如上述任一技术方案中的控制方法的步骤，且能实现相同的技术效果，在此不再赘述。

31、本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。