基于异构多核运动控制器的高速接口设计

随着制造领域对嵌入式运动控制系统应用范围的扩大,基于异构多核的嵌入式控制器必为重要发展方向之一。首先说明异构多核控制器取得成效,以及现有控制器在数据通信接口方面存在缺陷。本设计运动控制器以异构处理器——OMAPL138+FPGA为核心,OMAPL138内部集成ARM9和DSP C6748处理器核。ARM9内嵌Liunx操作系统,以增强控制器多任务协调能力;DSP不运行操作系统,可保证运算实时性。重点阐述ARM与DSP、DSP与FPGA以及控制器与PC之间通信的高速接口设计和固件设计。通过实验表明:该运动控制器数据交换速率高,吞吐量大,稳定性高,为异构多核控制器高速通信接口提供参考。     

基于ARM和FPGA的机器人运动控制器的实现

介绍了一种基于ARM(Advanced RISC Microprocessor)和FPGA(Field Programmable Gate Array)的嵌入式机器人运动控制器的可重构设计方法,给出了控制器的结构设计、功能设计和硬件设计,提出了由ARM微控制器通过JTAG配置FPGA的方法,以及介绍了嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ在控制器中的应用;充分利用ARM微处理器高速运算能力和FPGA的快速配置能力,大大减少了系统的外围接口器件,有效地降低了成本,提高了系统的集成度和灵活性,便于用户实现较为复杂的算法;实验表明,控制器性能可靠,能同时满足多轴电机运动控制的需要.     

ARM＋PCL6045B的嵌入式运动控制器设计

采用ARM微处理器S3C2440A和专用运动控制芯片PCL6045B,设计了基于Linux＋RTAI的嵌入式运动控制器,建立了该运动控制器的硬件结构和软件平台;设计了运动控制的函数库,编制了应用软件,并基于实时多任务操作的需求,通过Linux＋RTAI的双内核实时系统的加载,使运动控制器具有良好的实时性。该运动控制器可以满足运动控制系统的高速、高精度的要求,具有良好的实时性、开放性和灵活性。     

基于SOPC的运动控制器设计

设计了一种新型的基于SOPC（system on a programmable chip）的运动控制器,该运动控制器以PC机为上位机,采用数字控制方式实现三坐标的运动控制和相关I/O接口控制功能.运动控制器采用串口进行上、下位机的通讯,实现高速率运行,较好的实现运动控制器的实时控制.用以FPGA开发的运动控制器简化了平台硬件结构.系统具有开放、使用方便、性能可靠且本身结构紧凑等特点,可以灵活的实现定制应用.     

基于ARM Cortex-M3的运动控制系统与算法设计

提出一种基于ARM Cortex-M3为核心的运动控制器的新运动控制方案,并给出关键算法.控制系统采用“ARM运动控制器+PC机”的结构.PC机实现界面功能以及部分预处理功能,运动控制器则完成关键的算法与处理.在数控冲孔机控制上进行的应用表明,该系统具有较高的可行性.     

基于ARM和DSP的嵌入式运动控制器设计与实现

针对基于PC机和专用运动控制卡的传统数控系统的不足,提出了ARM微处理器(S3C2440)和数字信号处理芯片DSP(TMSC6713)双CPU主从式结构硬件平台,嵌入式Linux操作系统软件平台构建嵌入式运动控制器的方法;分别介绍了此嵌入式运动控制器主从控制板的硬件结构设计;软件方面,在Linux2.6内核环境下设计了FPGA的驱动程序,并给出了基于MiniGUI的人机界面设计以及DSP软件实现的程序结构框架;测试结果表明,该运动控制器工作可靠、运算能力强、结构灵活,精度达到1μm,在实践中有一定的借鉴意义。     

基于DSP与FPGA的运动控制器设计

设计了一种基于DSP和FPGA的四轴伺服电机运动控制器,该控制器选用DSP与FPGA作为核心部件。针对运动控制中的一些具体问题,如高速、高精度、实时控制等,规划了DSP的功能扩展,在FPGA上设计了功能相互独立的四轴运动控制电路。该电路接收和处理4路编码器反馈信号;可以处理原点、正负方向、到位以及急停等数字量输入信号;提供16路数字输入输出信号作为系统一般功能扩充使用;具有较高的集成度和灵活性。     

异构多核Zynq处理器的伺服控制系统设计

本文介绍了基于Zynq的伺服控制系统设计,以ZYBO板为核心,以基于Xilinx工具的软硬件协同设计为开发方法,结合ARM和FPGA各自的优势,对软硬件进行了明确划分,Zynq片内FPGA端完成运动控制,ARM端完成视频监控等功能,ARM和FPGA通过片内AXI总线完成数据快速交换,实现了伺服系统的精确、快速控制,并使运动过程具有良好的可视性.     

实现三维喷绘的软件系统设计

对三维喷绘软件系统的设计,通过USB 2.0实现与喷绘主板的高速图像数据通信。基于ARM与MCX314的运动控制器实现实时三轴运动控制以及精确的喷头时序控制,论述USB驱动程序和ARM固件的开发。结果表明,该系统具有设计简洁、成本低、可扩展性强和实用性高等特点。     

FPGA在运动控制系统中的设计

本文是在基于ARM FPGA的硬件平台上进行嵌入式运动控制系统的设计,ARM实现应用管理,FPGA实现插补运算,发出脉冲到伺服驱动系统,形成运动指令控制伺服电机运转等。文中对FPGA模块内部设计和控制方法的实现进行了详细阐述,并且给出了调试的结果。     

ARM与神经网络处理器的通信方案设计

基于ARM芯片和FPGA的特点,设计了一种ARM与FPGA人工神经网络处理器之间的通信方案。该方案采用ARM的ZDMA控制器对数据传输进行控制,完成ARM与神经网络处理器的控制寄存器组、分布式存储器、样本存储器等存储体的数据交换。     

RTEX网络型嵌入式运动控制器设计

针对松下A5N驱动器,采用嵌入式构架以及网络通信模式,提出了基于模块化控制核心(ARM+FPGA)适应新型实时性网络通信RTEX的多轴嵌入式运动控制器硬件平台的设计方案,并移入实时多任务操作系统μC/OS-Ⅱ。详述了控制器的功能设计、硬件设计和软件设计流程。截至目前,运动控制器硬件平台搭建均已完成,并进行了通信实验和基于SCARA机器人平台的速度、位置控制实验。结果表明,控制器通信良好,性能稳定,能够较好完成伺服控制功能。     

基于工业以太网冗余舞台控制系统研究

针对当前舞台控制系统控制对象种类不断增加以及控制精度和可靠性要求不断提高的情况,提出了采用Powerlink作为通讯总线并使用交换机实现网络连接,现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)加ARM作为控制器与监听器的舞台控制系统;采用Powerlink工业以太网总线作为舞台控制系统的通讯总线,可以连接240个舞台控制器并且实现10ms的通讯周期和100μs的同步精度;采用冗余网络连接方式、NiosⅡ加ARM的双CPU控制模式以及上位机双机热备份等措施来确保舞台控制系统的可靠性;从而满足了舞台控制系统对控制性能的要求.     

基于ARM和MCX314A的嵌入式运动控制器

ARM处理器是业界领先的低功耗、低成本、高性能32位嵌入式RISC微处理器,MCX314A是4轴3联动专用DSP运动控制芯片。文中提出以ARM微控器LPC2292对MCX314A进行控制的嵌入式运动控制器方案,论述了控制器硬件和软件系统的构成,给出了运动控制器在XY两轴数控伺服工作台控制中的应用实例。     

基于ARM和微信公众平台的智能旅馆远程监控系统

针对传统旅馆监控系统移动性差、网络控制不足、功耗高等缺点,采用微信公众平台和ARM控制器开发一套新型的智能旅馆远程监控系统。旅客添加旅馆的微信公众账号并得到管理员授权后,可通过微信客户端查询自己房间各电器的状态和控制电器的开关。该系统的智能控制器以ARM Cortex A7处理器为核心,嵌入式Linux为操作系统,内部网络采用ZigBee无线通信技术构建,因其具有组网灵活、成本低、功耗低的特点;在ARM控制器外部增加Web服务器,用于连接外部网络,实现因特网数据远程加密传输。测试结果表明,本系统移动性强,扩展性强,安全性高。     

嵌入式平头锁眼机控制系统的设计

针对平头锁眼机的智能化控制问题,综合应用ARM、DSP、FPGA等嵌入式技术,开发平头锁眼机智能化控制系统.该智能化控制系统由嵌入式ARM主板、基于DSP+FPGA的运动控制卡、带触摸功能液晶屏、主轴伺服驱动单元、进给轴驱动单元、输入/输出信号接口、系统电源等组成,可实现对平头锁眼机的高速、高精度运动控制.应用结果证明,该控制系统具有开放性好、控制精度高、速度快、功能丰富、操作方便、运行稳定、成本低、通用性好等优点,各项指标完全满足设计要求,市场前景非常广阔.     

基于OTDM的FBG传感器网络超高速解调系统的设计

基于光纤Bragg光栅(FBG)和光时分复用(OTDM)的基本原理研究匹配光栅应变传感器网络的高速解调问题。给出了运用FPGA+ARM的匹配光栅应变解调系统设计,实现了多个FBG信道的同时监测。重点在通过寻峰算法寻到峰值的情况下,结合一种复合滤波算法(限幅法+滑动滤波法),极大地抑制了光路和电路中产生的噪声,将峰值功率变化范围由-1.03 dB压缩到-0.31 dB,使得所设计的系统能够在多种环境中应用,具有重要的参考价值。     

基于ZYNQ和CNN模型的服装识别系统

商品检索是电商行业智能化发展的一个重要的问题.本设计实现了基于ZYNQ和CNN模型的服装识别系统.利用TensorFlow训练自定义网络,定点化处理权重参数.利用ZYNQ器件的ARM+FPGA软硬件协同的特点搭建系统,使用ARM端OpenCV进行图像预处理,FPGA端CNN IP进行实时识别.ARM与FPGA之间实现了权重可重加载结构,无需修改FPGA硬件而实现在线升级.系统采用fashion-minist数据集作为网络训练样本,根据系统资源配置CNN IP的加速引擎的数量来提高卷积运算的并行性.实验表明,本系统针对电商平台下的图片能够实时准确识别和显示,准确率达92.39%.在100 MHz工作频率下,图像处理速度每帧可达到1.361 ms,功耗仅为0.53 W.     

基于AR M和FPGA的嵌入式工业控制器设计

针对传统工业控制器在实际使用中存在灵活性差、功能单一、成本较高等问题,提出模块化嵌入式工业控制器的设计方法。主控制器基于ARM和FPGA体系构架,采用嵌入式Linux操作系统,能够适用于多种应用场合,具有可组态、灵活度高等特点。具体介绍了系统结构和工作原理,详细论述了控制器的硬件组成和软件设计,阐述了系统的性能指标和功能特点。系统测试结果表明,各功能模块运行良好,嵌入式工业控制器平台的设计是可行的,达到了预期的设计目标。