專利名稱：一種伺服驅(qū)動(dòng)器的soe通信轉(zhuǎn)換卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種通信轉(zhuǎn)換卡，特別是涉及一種伺服驅(qū)動(dòng)器的SOE通信轉(zhuǎn)換卡。
背景技術(shù)：
S0E(SERC0S OVER EtherCAT)是指在 EtherCAT 協(xié)議下運(yùn)行 SERCOS 協(xié)議定義的伺服設(shè)備行規(guī)，使用EtherCAT通信網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議操作SERCOS設(shè)備行規(guī)定義的伺服參數(shù)和控制數(shù)據(jù)。對(duì)于EtherCAT技術(shù)最早由德國(guó)倍福自動(dòng)化有限公司在2003年提出的實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。EtherCAT具有高速、高效率特性，最大可以達(dá)到IOOM的通信速率。并且它具有廣泛的使用性，完全符合以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。EtherCAT可以與其它以太網(wǎng)設(shè)備或協(xié)議并存于同一總線上，以太網(wǎng)交換機(jī)等標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)組件仍然可以應(yīng)用于肚herCAT。而且EtherCAT拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，如果網(wǎng)絡(luò)中全部為EtherCAT設(shè)備，則無(wú)需交換機(jī)。另外它也具有刷新周期短，同步性能好和更高的可靠性等優(yōu)點(diǎn)。目前，EtherCAT已經(jīng)進(jìn)入多種國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。如IEC61158 中的 Typel2，IEC61784 中的 CPF12，IEC61800 中的 EtherCAT 支持 CANopenDS402 和 SERCOS 等。由于KherCAT現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)，它被用于工業(yè)控制或數(shù)控系統(tǒng)也是一種必然的趨勢(shì)。 如德國(guó)BECKH0FF公司已經(jīng)將EtherCAT總線用于工業(yè)控制和數(shù)控系統(tǒng)。運(yùn)行在EtherCAT協(xié)議下的SERCOS是一種高性能的數(shù)字伺服實(shí)時(shí)通信協(xié)議。SOE 既兼容了 SERCOS協(xié)議，又能夠利用EtherCAT總線的所有優(yōu)點(diǎn)。將SOE集成在伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中能夠提高系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，使多個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器同步以及提高系統(tǒng)的可靠性等?，F(xiàn)有技術(shù)中，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00920352140. X，提供的“一種基于KherCAT技術(shù)的輸入輸出模塊”，它是一種EtherCAT通信的輸入輸出裝置，體積較大，不易于系統(tǒng)集成，而且它僅僅是針對(duì)EtherCAT通信，不適用于伺服控制系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種針對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器的，具有SOE (SERCOS OVER EtherCAT)通信能力的，又具有結(jié)構(gòu)緊湊、使用簡(jiǎn)單、易于集成等優(yōu)點(diǎn)的SOE通信轉(zhuǎn)換卡。本實(shí)用新型為了達(dá)到上述的目的，所采取的技術(shù)方案是提供一種伺服驅(qū)動(dòng)器的 SOE通信轉(zhuǎn)換卡，包括DSP模塊，它連接有接收和發(fā)送的串口(SCI)信號(hào)線，通過(guò)該串口信號(hào)線與所述伺服驅(qū)動(dòng)器連接，在它的應(yīng)用層上置有在EtherCAT協(xié)議下運(yùn)行的SERCOS協(xié)議的通信程序，它的外部帶有數(shù)據(jù)總線(XINTF)接口 ；ET1100芯片，與DSP模塊連接，作為SERCOS協(xié)議的通訊控制器，它含有實(shí)現(xiàn) EtherCAT協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，它外部連接有一掉電后數(shù)據(jù)不丟失的存儲(chǔ)芯片 EEPROM ；兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)變壓器，與ETllOO芯片連接，用于隔離和阻抗匹配；兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)口，分別與兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)變壓器連接，用于與外部上位機(jī)或數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行SOE協(xié)議通信；所述DSP模塊內(nèi)的SERCOS協(xié)議的通信程序啟動(dòng)后，所發(fā)出的指令發(fā)送給ET1100 芯片，ETllOO芯片通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變壓器和輸出標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)口傳送給外部上位機(jī)或數(shù)控系統(tǒng)，外部上位機(jī)或數(shù)控系統(tǒng)接收SERCOS協(xié)議的指令并執(zhí)行相關(guān)的操作；外部上位機(jī)或數(shù)控系統(tǒng)發(fā)送給ETllOO芯片的控制信息通過(guò)DSP模塊的串口信號(hào)線發(fā)送給伺服驅(qū)動(dòng)器，至此完成對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器的控制。本實(shí)用新型的通信轉(zhuǎn)換卡具有較突出的進(jìn)步。本實(shí)用新型如上述的結(jié)構(gòu)，因?yàn)楸緦?shí)用新型的通信轉(zhuǎn)化卡內(nèi)僅僅包括內(nèi)部應(yīng)用層上置有SERCOS協(xié)議通信程序的DSP模塊、與其連接的ETllOO芯片、兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)變壓器和兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)口。因?yàn)?，包括的元器件較少，所以結(jié)構(gòu)緊湊，容易集成。本實(shí)用新型如上述的結(jié)構(gòu)，雖然，本實(shí)用新型所包括的元器件較少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但是，因?yàn)楸緦?shí)用新型內(nèi)包括內(nèi)部應(yīng)用層上置有SERCOS協(xié)議通信程序的DSP模塊和與其連接配合的含有實(shí)現(xiàn)KherCAT協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的ETllOO芯片。所以，本實(shí)用新型具有 SOE (SERCOS OVER EtherCAT)通信能力。本實(shí)用新型如上述的結(jié)構(gòu)，因?yàn)楸緦?shí)用新型內(nèi)包括DSP模塊和ETllOO芯片，具有 SOE(SERCOS OVER EtherCAT)通信能力。所以，本實(shí)用新型具有KherCAT的高速、高效率特性。用于KherCAT設(shè)備上具有刷新周期短，同步性能好以及具有更高的可靠性等所有的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，本實(shí)用新型也具有SERCOS協(xié)議的高性能的數(shù)字伺服實(shí)時(shí)通信協(xié)議的，能夠提高系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，使多個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器同步以及提高系統(tǒng)的可靠性等全部?jī)?yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型如上述的結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型內(nèi)的DSP模塊對(duì)外部數(shù)據(jù)總線接口的操作猶如對(duì)自身的存儲(chǔ)器操作一般，方便快捷，所以它具有較高的通信速率，能夠與EtherCAT 總線的高速、高效率特性匹配，使得整體通信達(dá)到較高的性能。本實(shí)用新型如上述的結(jié)構(gòu)，因?yàn)楸緦?shí)用新型所包括的元器件容易集成作為通信轉(zhuǎn)換卡的IC卡。所以，非常易于集成到伺服驅(qū)動(dòng)器中，只要將卡直接插入伺服驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)的接口內(nèi)即可。接入卡的伺服驅(qū)動(dòng)器也就具有SOE通信的能力，同時(shí)也就具有上述的 EtherCAT和SERCOS協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型通信轉(zhuǎn)換卡一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型通信轉(zhuǎn)換卡內(nèi)ETllOO芯片與DSP模塊具體連接的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征。如圖1所示，本實(shí)用新型的通信轉(zhuǎn)換卡包括連接有接收RX和發(fā)送TX的串口信號(hào)線1的DSP模塊2，DSP模塊2通過(guò)該串口信號(hào)線1與所述伺服驅(qū)動(dòng)器連接，與DSP模塊2 連接的ETllOO芯片3，與ETllOO芯片3連接的用于隔離和阻抗匹配的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)變壓器4， 分別與兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)變壓器4連接的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)口 5以及與ETllOO芯片3連接的掉電后數(shù)據(jù)不丟失的存儲(chǔ)芯片EEPR0M6(電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)。在本實(shí)施例中，所述DSP模塊2采用TI公司提供的F2808DSP。在它的應(yīng)用層上置下運(yùn)行的SERCOS協(xié)議的通信程序，它的外部帶有數(shù)據(jù)總線(XINTF)接□。在本實(shí)施例中，所述ETl 100芯片3作為SERCOS協(xié)議的通訊控制器，它的內(nèi)部含有實(shí)現(xiàn)KherCAT協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。在它的芯片上置有與外部連接的引腳。如圖2所示，所述ETllOO芯片3上置有與外部連接的引腳包括選端(低電平有效)CS，地址線ADR [ 15 1]，地址ADR(接地)，高字節(jié)選擇位■(接地)，讀取信號(hào)而， 寫信號(hào)際;數(shù)據(jù)線DATA[15:0]，系統(tǒng)忙信號(hào)^F,中斷請(qǐng)求信號(hào)雨以及同步信號(hào)SYNCO 和SYNC1。如圖2所示，所述引腳中除了地址ADR[0]引腳和高字節(jié)選擇位_引腳接地以外，其它各引腳與DSP模塊2上相對(duì)應(yīng)的引腳一一連接。所述DSP模塊2與ETllOO芯片3通過(guò)DSP模塊2外部的數(shù)據(jù)總線(XINTF)或者通過(guò)SPI數(shù)據(jù)總線進(jìn)行通信。在本實(shí)施例中，DSP模塊2與ETllOO芯片3是通過(guò)DSP模塊 2外部的數(shù)據(jù)總線(XINTF)進(jìn)行通信，相互交換數(shù)據(jù)。DSP模塊對(duì)外部數(shù)據(jù)總線接口的操作猶如對(duì)自身的存儲(chǔ)器操作一般，方便快捷，所以它具有較高的通信速率，能夠與KherCAT 總線的高速、高效率特性匹配，使得整體通信達(dá)到較高的性能。所述兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)口 5，在本實(shí)施例中是兩個(gè)RJ45標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)口，一個(gè)RJ45是輸出網(wǎng)口和一個(gè)RJ45是輸入網(wǎng)口，用于與外部的EtherCAT總線連接，與外部上位機(jī)或數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行 SOE協(xié)議通信。所述ETllOO芯片3外部連接的掉電后數(shù)據(jù)不丟失的存儲(chǔ)芯片EEPR0M，用于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換卡的配置數(shù)據(jù)。在本實(shí)施例中，所述本實(shí)用新型所包括的全部元器件均集成為一 IC卡，作為本實(shí)用新型的通信轉(zhuǎn)換卡。IC卡通過(guò)串口信號(hào)線RX，TX可以與伺服驅(qū)動(dòng)器或其他板卡進(jìn)行通訊。在使用的過(guò)程中，非常簡(jiǎn)便，只要將該IC卡插入有串口通信的伺服驅(qū)動(dòng)器或其他板卡的插卡接口中即可。IC卡中的DSP模塊實(shí)現(xiàn)SERCOS協(xié)議(EtherCAT周期性數(shù)據(jù)和EtherCAT 郵箱通信數(shù)據(jù)等)與ETllOO芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。插入該IC卡的伺服驅(qū)動(dòng)器就按照IC 卡的一定規(guī)則收發(fā)數(shù)據(jù)，也就使伺服驅(qū)動(dòng)器具有SOE通信的能力，從而使伺服驅(qū)動(dòng)器具有 EtherCAT和SOE協(xié)議的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種伺服驅(qū)動(dòng)器的SOE通信轉(zhuǎn)換卡，其特征在于包括DSP模塊，它連接有接收和發(fā)送的串口信號(hào)線，通過(guò)該串口信號(hào)線與所述伺服驅(qū)動(dòng)器連接，它的外部帶有數(shù)據(jù)總線接口 ；ETllOO芯片，與DSP模塊連接，作為SERCOS協(xié)議的通訊控制器，它的內(nèi)部含有實(shí)現(xiàn) EtherCAT協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，它外部連接有一掉電后數(shù)據(jù)不丟失的存儲(chǔ)芯片 EEPROM ；兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)變壓器，與ETllOO芯片連接，用于隔離和阻抗匹配；兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)口，分別與兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)變壓器連接，用于與外部上位機(jī)或數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行SOE 協(xié)議通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服驅(qū)動(dòng)器的SOE通信轉(zhuǎn)換卡，其特征在于所述ETl100芯片上置有與外部連接的引腳，包括選端，地址線，地址，高字節(jié)選擇位，讀取信號(hào)，寫信號(hào)，數(shù)據(jù)線，系統(tǒng)忙信號(hào)，中斷請(qǐng)求信號(hào)以及同步信號(hào)，所述引腳中除了地址引腳和高字節(jié)選擇位引腳接地以外，其它各引腳與DSP模塊上相對(duì)應(yīng)的引腳一一連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服驅(qū)動(dòng)器的SOE通信轉(zhuǎn)換卡，其特征在于所述DSP模塊與 ETllOO芯片通過(guò)DSP模塊外部的數(shù)據(jù)總線進(jìn)行通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服驅(qū)動(dòng)器的SOE通信轉(zhuǎn)換卡，其特征在于所包括的全部元器件均集成作為一 IC卡。
專利摘要一種伺服驅(qū)動(dòng)器的SOE通信轉(zhuǎn)換卡，包括連接有串口接收和發(fā)送信號(hào)線的內(nèi)部應(yīng)用層上置有在EtherCAT協(xié)議下運(yùn)行的SERCOS協(xié)議通信程序的DSP模塊，與DSP模塊連接的內(nèi)部含有實(shí)現(xiàn)EtherCAT協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的ET1100芯片，與ET1100芯片連接的用于隔離的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)變壓器，分別與兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)變壓器連接的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)口以及與ET1100芯片連接的掉電后數(shù)據(jù)不丟失的存儲(chǔ)芯片EEPROM。不僅具有結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便，容易集成以及具有SOE通信的能力，而且，具有EtherCAT協(xié)議的所有優(yōu)點(diǎn)和SERCOS協(xié)議的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04L29/06GK202282789SQ20112031395
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者葉華, 張坤, 陳廣博 申請(qǐng)人:上海三一精機(jī)有限公司