一种asic平台运动控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及运动控制系统领域，特别涉及一种ASIC (Applicat1n SpecificIntegrated Circuits,专用集成电路)平台运动控制系统。
【背景技术】
[0002]在机器人、数控机床或其它多轴系的运动控制系统中，多轴运动控制器是核心部分，近年来越来越多力量投入到多轴运动器的研究中，在市场上也出现了接口不一、性能各异的同类产品。随着机电设备智能化的发展，其控制系统机载化、小型化成为一种必然的趋势。
[0003]工控主机是工控行业常见的控制平台，以其优秀的扩展性、丰富的软件、以及通用性占领了工控行业主机设备的大半市场。现有的运动控制设备也有很多是PC1、PC-104、ISA总线扩展到工控主机的。现有的运动控制卡，大部分都是简单的将电机驱动信号、I/O端口信号等数字信号通过端子直接引出来，导致系统电气性能差、布线凌乱，使得系统可靠性不高、可维护性较差。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述系统可靠性不高、系统可维护性较差的缺陷，提供一种系统可靠性较高、系统可维护性较好的ASIC平台运动控制系统。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种ASIC平台运动控制系统，包括运动控制卡、上位机、电机驱动器和电机，所述电机上安装有旋转编码器，所述运动控制卡包括PCI桥接芯片和运动控制ASIC芯片，所述上位机通过所述PCI桥接芯片将运动控制指令发送到所述运动控制ASIC芯片，所述运动控制ASIC芯片接收所述运动控制指令，并将其转化为相应的控制信号下发给所述电机驱动器，所述电机驱动器收到所述控制信号并将其转化为驱动信号驱动所述电机，所述运动控制ASIC芯片通过所述旋转编码器的反馈信号获取所述电机的旋转角度和位置。
[0006]在本实用新型所述的ASIC平台运动控制系统中，所述PCI桥接芯片通过PCI总线与所述上位机连接。
[0007]在本实用新型所述的ASIC平台运动fe制系统中，所述运动fe制卡还包括ARM 制器，所述ARM控制器与所述运动控制ASIC芯片连接、用于对I/O端口进行管理并通过CAN总线调制解调所述I/O端口的状态。
[0008]在本实用新型所述的ASIC平台运动控制系统中，所述电机驱动器包括单端转差分模块、差分转单端模块和SCSI输入输出端子，所述单端转差分模块分别与所述运动控制ASIC芯片和SCSI输入输出端子连接、用于将所述运动控制ASIC芯片输出的脉冲信号传送到所述SCSI输入输出端子，所述差分转单端模块分别与所述运动控制ASIC芯片和SCSI输入输出端子连接、用于将所述SCSI输入输出端子输入的脉冲信号传送到所述运动控制ASIC芯片。
[0009]在本实用新型所述的ASIC平台运动fe制系统中，所述ASIC平台运动fe制系统还包括CAN总线器，所述CAN总线器通过CAN总线分别与所述ARM控制器和SCSI输入输出端子连接。
[0010]在本实用新型所述的ASIC平台运动fe制系统中，所述ASIC平台运动fe制系统还包括EEPR0M，所述ARM控制器通过I2C总线分别与所述EEPROM和PCI桥接芯片连接。
[0011]实施本实用新型的ASIC平台运动控制系统，具有以下有益效果:由于使用运动控制卡，运动控制卡包括PCI桥接芯片和运动控制ASIC芯片，上位机通过PCI桥接芯片将运动控制指令发送到运动控制ASIC芯片，运动控制ASIC芯片接收运动控制指令，并将其转化为相应的控制信号下发给电机驱动器，电机驱动器收到所述控制信号并将其转化为驱动信号驱动电机，这样通过PCI桥接芯片主要完成上位机与运动控制ASIC芯片之间的通信，通过运动控制ASIC芯片完成I/O端口及电机的控制，这样就不需要将电机的驱动信号和I/O端口信号通过端子直接引出来，所以系统可靠性较高、系统可维护性较好。
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为本实用新型ASIC平台运动控制系统一个实施例中的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0015]在本实用新型ASIC平台运动控制系统实施例中，其ASIC平台运动控制系统的结构示意图如图1所示。图1中，该ASIC平台运动控制系统包括运动控制卡1、上位机2、电机驱动器3和电机4，其中，电机4上安装有旋转编码器(图中未示出)，运动控制卡I包括PCI桥接芯片11和运动控制ASIC芯片12，PCI桥接芯片11用于实现上位机2与运动控制ASIC芯片12之间的通信，具体的，上位机2通过PCI桥接芯片11将运动控制指令发送到运动控制ASIC芯片12，运动控制ASIC芯片12接收该运动控制指令，并将其转化为相应的控制信号下发给电机驱动器3，从而实现对电机4的控制，电机驱动器3收到该控制信号并将其转化为驱动信号，通过该驱动信号驱动电机4，从而实现对电机4的驱动，运动控制ASIC芯片12通过旋转编码器的反馈信号，可得知电机4的实际旋转角度和位置。本实施例通过PCI桥接芯片11完成上位机2与运动控制ASIC芯片12之间的通信，通过运动控制ASIC芯片12完成I/O端口及电机4的控制，这样就不需要将电机4的驱动信号和I/O端口信号通过端子直接引出来，所以系统可靠性较高、系统可维护性较好。另外，运动控制卡I采用全高PCI卡设计，易于工控机安装。
[0016]本实施例中，PCI桥接芯片11通过PCI总线与上位机2连接，运动控制卡I还包括ARM控制器13，ARM控制器13与运动控制ASIC芯片12连接、用于对I/O端口进行管理并通过CAN总线调制解调I/O端口的状态。
[0017]本实施例中，电机驱动器3包括单端转差分模块31、差分转单端模块32和SCSI输入输出端子33，其中，单端转差分模块31分别与运动控制ASIC芯片12和SCSI输入输出端子33连接、用于将运动控制ASIC芯片12输出的脉冲信号传送到SCSI输入输出端子33，差分转单端模块32分别与运动控制ASIC芯片12和SCSI输入输出端子33连接、用于将SCSI输入输出端子33输入的脉冲信号传送到运动控制ASIC芯片12。运动控制ASIC芯片12还通过I/O端口直接与SCSI输入输出端子33连接，SCSI输入输出端子33还与电机4连接。这样，使得该ASIC平台运动控制系统具备较强的电气性能及隔离干扰的效果。
[0018]本实施例中，该ASIC平台运动控制系统还包括CAN总线器5，CAN总线器5通过CAN总线分别与ARM控制器13和SCSI输入输出端子33连接。ARM控制器13对CAN总线上的I/o信号进行调制解调，将输出信号恢复到SCSI输入输出端子33，再将输入信号读取并调制到CAN总线上。
[0019]本实施例中，ASIC平台运动控制系统还包括EEPR0M6，EEPR0M6用于保存用户数据，ARM控制器13通过I2C总线分别与EEPR0M6和PCI桥接芯片11连接。
[0020]值得一提的是，在本实施例的一些情况下，在不考虑成本的情况下，也可以采用485低速总线技术或者ETHERCAT、PROFIBUS等工业以太网技术来实现，只是这时成本较高。
[0021]总之，在本实施例中，由于采用SCSI输入输出端子33，使得该ASIC平台运动控制系统具备较强的电气性能及隔离干扰的效果；端子接线简单易懂，易于维护；采用运动控制卡I和输入/输出分离的结构，使用CAN总线传输I/O信号，极大的节省了线材及空间。另外，运动控制卡I采用全高PCI卡设计，易于工控机安装。
[0022]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种ASIC平台运动控制系统，其特征在于，包括运动控制卡、上位机、电机驱动器和电机，所述电机上安装有旋转编码器，所述运动控制卡包括PCI桥接芯片和运动控制ASIC芯片，所述上位机通过所述PCI桥接芯片将运动控制指令发送到所述运动控制ASIC芯片，所述运动控制ASIC芯片接收所述运动控制指令，并将其转化为相应的控制信号下发给所述电机驱动器，所述电机驱动器收到所述控制信号并将其转化为驱动信号驱动所述电机，所述运动控制ASIC芯片通过所述旋转编码器的反馈信号获取所述电机的旋转角度和位置。2.根据权利要求1所述的ASIC平台运动控制系统，其特征在于，所述PCI桥接芯片通过PCI总线与所述上位机连接。3.根据权利要求1或2所述的ASIC平台运动控制系统，其特征在于，所述运动控制卡还包括ARM控制器，所述ARM控制器与所述运动控制ASIC芯片连接、用于对I/O端口进行管理并通过CAN总线调制解调所述I/O端口的状态。4.根据权利要求3所述的ASIC平台运动控制系统，其特征在于，所述电机驱动器包括单端转差分模块、差分转单端模块和SCSI输入输出端子，所述单端转差分模块分别与所述运动控制ASIC芯片和SCSI输入输出端子连接、用于将所述运动控制ASIC芯片输出的脉冲信号传送到所述SCSI输入输出端子，所述差分转单端模块分别与所述运动控制ASIC芯片和SCSI输入输出端子连接、用于将所述SCSI输入输出端子输入的脉冲信号传送到所述运动控制ASIC芯片。5.根据权利要求4所述的ASIC平台运动控制系统，其特征在于，所述ASIC平台运动控制系统还包括CAN总线器，所述CAN总线器通过CAN总线分别与所述ARM控制器和SCSI输入输出端子连接。6.根据权利要求5所述的ASIC平台运动控制系统，其特征在于，所述ASIC平台运动控制系统还包括EEPROM，所述ARM控制器通过I2C总线分别与所述EEPROM和PCI桥接芯片连接。
【专利摘要】本实用新型提出了一种ASIC平台运动控制系统，包括运动控制卡、上位机、电机驱动器和电机，所述电机上安装有旋转编码器，所述运动控制卡包括PCI桥接芯片和运动控制ASIC芯片，所述上位机通过所述PCI桥接芯片将运动控制指令发送到所述运动控制ASIC芯片，所述运动控制ASIC芯片接收所述运动控制指令，并将其转化为相应的控制信号下发给所述电机驱动器，所述电机驱动器收到所述控制信号并将其转化为驱动信号驱动所述电机，所述运动控制ASIC芯片通过所述旋转编码器的反馈信号获取所述电机的旋转角度和位置。实施本实用新型的ASIC平台运动控制系统，具有以下有益效果：系统可靠性较高、系统可维护性较好。
【IPC分类】G05D3/12
【公开号】CN204883384
【申请号】CN201520481820
【发明人】周茂林
【申请人】周茂林
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年7月2日