一种具有定时与指令同步功能的集成系统技术方案

本发明专利技术公开了一种具有定时与指令同步功能的集成系统,所述定时与指令同步功能的集成系统包括系统定时器模块、第三方处理器并口解析、以太网控制自动化技术(EtherCAT)发送报文打包模块、以太网媒体访问控制(MAC)模块、嵌入式软核处理器(Micorblaze)模块、快捷外设互联标准(PCIE)接口模块、过程数据对象(PDO)报文发送模块以及运行状态监控模块，于实施例中的定时与指令同步系统更包括主站以及至少一从站，此系统由于提出以系统定时器模块为以太网控制自动化技术(EtherCAT)发送报文打包模块提供两种高精度同步，使其最小指令周期达125us，抖动控制为±80ns，故可大幅提升系统运作速度。

An integrated system with timing and instruction synchronization

The invention discloses an integrated system with timing and instruction synchronization functions, which includes system timer module, parallel port analysis of the third-party processor, packet sending module of Ethernet control automation technology (EtherCAT), MAC module, micorblaze module and fast peripheral device The timing and instruction synchronization system in the embodiment includes the master station and at least one slave station. The system uses the system timer module to provide two kinds of high-precision synchronization for the Ethernet control automation technology (EtherCAT) sending message packaging module, so as to minimize the reference The cycle time is 125us and the jitter control is \u00b1 80ns, so the operation speed of the system can be greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种具有定时与指令同步功能的集成系统
本专利技术涉及开放源代码及高性能系统领域，尤其涉及一种具有定时与指令同步功能的集成系统。
技术介绍
目前大多采用XilinxSpartan6在现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray,通称FPGA)上实现，其中XilinxSpartan6系列内部采用双寄存器、6输入的LUT以及一系列的内建系统级模块，这些系统级模块有18KbBlockRAM、第二代DSP48A21Slice、SDRAM存储器接口、混合型时钟管理模块、SelectIO技术、高速串行收发器、快捷外设互联标准(PeripheralComponentInterconnectExpress,通称PCIE)接口、电源管理模式、可自动检测配置以及具有高级加密标准和DeviceDNA定制安全算法的IP。并且搭配以太网控制自动化技术(EtherControlAutomationTechnology,通称EtherCAT)是一个以以太网为基础的开放架构的现场总线系统，EtherCAT可提供高精度设备同步、选线缆冗余以及功能性安全协议(SIL3)，并且支持线形、树形和星形设备连接拓扑系统。当报文通过从站设备时，从站识别出相关的命令并作出相应的处理，其中通信性能和从站设备控制微处理器的响应时间是相互独立的，且每个从站设备都具有可编址的内存，其容量最大可为64KB，能够对其进行连续的或同步的读写操作，可以把多个EtherCAT命令数据嵌入到同一个以太网数据帧中，每个数据对应不同的设备或内存区。但在传统的EtherCAT方案中存在一些缺陷，其一般指令周期为500us或者1000us抖动几十us，故本专利技术提出以系统定时器模块为EtherCAT提供两种高精度同步，使其最小指令周期达125us，抖动控制为±80ns，故可大幅提升系统运作速度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种具有定时与指令同步功能的集成系统，所述定时与指令同步功能的集成系统提出以系统定时器模块为EtherCAT提供两种高精度同步，使其最小指令周期达125us，抖动控制为±80ns，故可大幅提升系统运作速度。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种具有定时与指令同步功能的集成系统，包括：系统定时器模块，所述系统定时器模块用以提供定时与指令同步的参考时钟；以太网控制自动化技术(EtherCAT)发送报文打包模块，电性连接所述系统定时器模块，将所述定时与指令同步的参考时钟转送信号至多个伺服驱动器；以太网媒体访问控制(MAC)模块，通过网络接口连接多个外部伺服驱动器、多个输入/输出(I/O)装置或上述的组合，并分别电性连接所述系统定时器模块以及所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块；第三方处理器并口解析，用以解析协议不同的外部伺服驱动器，分别电性连接所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块以及所述以太网媒体访问控制模块；嵌入式软核处理器(Micorblaze)模块，分别电性连接并控制所述系统定时器模块、所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块以及所述以太网媒体访问控制模块。在本专利技术所述的系统中，所述定时与指令同步功能的集成系统更包括:快捷外设互联标准(PCIE)接口模块，用以连接计算机处理器，分别电性所述以太网媒体访问控制模块以及所述第三方处理器并口解析；过程数据对象(PDO)报文发送模块，用以接收计算机处理器服务状态，分别电性连接所述快捷外设互联标准接口模块、所述第三方处理器并口解析以及所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块；运行状态监控模块，用以接收伺服驱动器状态，分别电性连接所述快捷外设互联标准接口模块、所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块以及所述以太网媒体访问控制模块。在本专利技术所述的系统中，所述系统定时器模块，其中最小指令周期为125us，抖动控制为±80ns。在本专利技术所述的系统中，所述快捷外设互联标准接口为PCIEGen1X1高速接口。在本专利技术还涉及一种定时与指令同步系统，其特征在于，包括：主站，所述主站包括：第一系统定时器模块，所述系统定时器模块提供第一参考时钟。以太网控制自动化技术发送报文打包模块，电性连接所述系统定时器模块，将所述系统定时器模块提供的两种高精度同步产生的信号转送至多个伺服驱动器；以太网媒体访问控制模块，通过网络接口连接多个外部伺服驱动器、多个输入/输出装置或上述的组合，并分别电性连接所述系统定时器模块以及所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块；第三方处理器并口解析，用以解析协议不同的外部伺服驱动器，分别电性连接所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块以及所述以太网媒体访问控制模块；嵌入式软核处理器模块，分别电性连接并控制所述系统定时器模块、所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块以及所述以太网媒体访问控制模块；至少一从站，其经以太网连接所述主站，所述从站包括:第二系统定时器模块，所述系统定时器模块提供第二参考时钟，所述第一系统定时器模块依据所述第二参考时钟产生所述第一参考时钟或所述第二系统定时模块依据所述第一参考时钟产生所述第二参考时钟。以太网控制自动化技术发送报文打包模块，电性连接所述系统定时器模块，将所述系统定时器模块提供的两种高精度同步产生的信号转送至多个伺服驱动器；以太网媒体访问控制模块，通过网络接口连接多个外部伺服驱动器、多个输入/输出装置或上述的组合，并分别电性连接所述系统定时器模块以及所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块；第三方处理器并口解析，用以解析协议不同的外部伺服驱动器，分别电性连接所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块以及所述以太网媒体访问控制模块；嵌入式软核处理器模块，分别电性连接并控制所述系统定时器模块、所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块以及所述以太网媒体访问控制模块。在本专利技术所述的系统中，所述运行状态监控模块实时监测主站的运行状态，其中所述的运行状态是循环冗余查核(CRC)错误次数以及报文收发次数。在本专利技术所述的系统中，所述定时与指令同步功能的集成系统更包括:快捷外设互联标准(PCIE)接口模块，用以连接计算机处理器，分别电性所述以太网媒体访问控制模块以及所述第三方处理器并口解析；过程数据对象(PDO)报文发送模块，用以接收计算机处理器服务状态，分别电性连接所述快捷外设互联标准接口模块、所述第三方处理器并口解析以及所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块；运行状态监控模块，用以接收伺服驱动器状态，分别电性连接所述快捷外设互联标准接口模块、所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块以及所述以太网媒体访问控制模块。实施本专利技术的定时与指令同步功能的集成系统，具有以下有益效果：此系统提出以系统定时器模块为EtherCAT提供两种高精度同步，使其最小指令周期达125us，抖动控制为±80ns，故可大幅提升系统运作速度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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。图1为本专利技术的定时与指令同步功能的集成系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有定时与指令同步功能的集成系统，其特征在于，包括：系统定时器模块，所述系统定时器模块用以提供定时与指令同步的参考时钟；以太网控制自动化技术(EtherCAT)发送报文打包模块，电性连接所述系统定时器模块，将所述定时与指令同步的参考时钟转送信号至多个伺服驱动器；以太网媒体访问控制(MAC)模块，通过网络接口连接多个外部伺服驱动器、多个输入/输出(I/O)装置或上述的组合，并分别电性连接所述系统定时器模块以及所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块；第三方处理器并口解析，用以解析协议不同的外部伺服驱动器，分别电性连接所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块以及所述以太网媒体访问控制模块；嵌入式软核处理器(Micorblaze)模块，分别电性连接并控制所述系统定时器模块、所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块以及所述以太网媒体访问控制模块。

【技术特征摘要】
1.一种具有定时与指令同步功能的集成系统，其特征在于，包括：系统定时器模块，所述系统定时器模块用以提供定时与指令同步的参考时钟；以太网控制自动化技术(EtherCAT)发送报文打包模块，电性连接所述系统定时器模块，将所述定时与指令同步的参考时钟转送信号至多个伺服驱动器；以太网媒体访问控制(MAC)模块，通过网络接口连接多个外部伺服驱动器、多个输入/输出(I/O)装置或上述的组合，并分别电性连接所述系统定时器模块以及所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块；第三方处理器并口解析，用以解析协议不同的外部伺服驱动器，分别电性连接所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块以及所述以太网媒体访问控制模块；嵌入式软核处理器(Micorblaze)模块，分别电性连接并控制所述系统定时器模块、所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块以及所述以太网媒体访问控制模块。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定时与指令同步功能的集成系统更包括:快捷外设互联标准(PCIE)接口模块，用以连接计算机处理器，分别电性所述以太网媒体访问控制模块以及所述第三方处理器并口解析；过程数据对象(PDO)报文发送模块，用以接收计算机处理器服务状态，分别电性连接所述快捷外设互联标准接口模块、所述第三方处理器并口解析以及所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块；运行状态监控模块，用以接收伺服驱动器状态，分别电性连接所述快捷外设互联标准接口模块、所述以太网控制自动化技术发送报文打包模块以及所述以太网媒体访问控制模块。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统定时器模块，其中最小指令周期为125us，抖动控制为±80ns。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述快捷外设互联标准接口为PCIEGen1X1高速接口。5.一种具有定时与指令同步功能的集成系统，其特征在于，包括:主站，其包括:第一系统定时器模块，所述第一系统定时器模块提供第一参考时钟；以太网控制自动化技术发送报文打包模块，电性连接所述系统定时器模块，将所述系统定时器模块提供的两种高精度同步产生的信号转送至多个伺服驱动器；以太网媒体访问控制模块，通过网络接口连接多个外部伺服驱动器、多个输入/输出装置或上述的组...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋杰，
申请(专利权)人：广州健飞通信有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44