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IC FPGA 182 I/O 256FBGA
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摘要：针对数控系统的工作特点和要求，通过对dsp tms320f2812、fpga ep2c8f256c6及以太网控刺器rtl8019as的深入研究，设计了一种基于dsp与fpga的运动控制器。该控制器以dsp和fpga为核心器件，针对运动控制中的实时控制、高精度等具体问题，规划了dsp的功能扩展，并在fpga上扩展了功能相互独立的四轴运动控制电路。该电路实现了四路控制信号输出，四路编码信号的接收和处理，以及原点信号，正负限位信号等数字量的接收和处理。具有结构简单、开放性、模块化等特点，能够较好的满足运动控制器的实时性和精确性。 0 引言 运动控制技术是制造自动化的关键基础，其水平高低是衡量一个国家工业现代化的重要标志，研究和开发具有开放式结构的运动控制器是当前运动控制领域的一个重要发展方向。随着集成电路技术、微电子技术、计算机技术和网络技术的不断发展，运动控制器已从以单片机和微处理器作为核心的运动控制器和以专用芯片（asic）作为核心处理器的运动控制器，发展到了基于pc机平台的以数字信号处理器（dsp）和现场可编程门阵列（fpga）作为核心处理器的协处理架构的开放式运动控制器。该控制器将p
的采集，并以数字信号的形式传递给fpga。fpga部分是整个系统的核心，其实现模／数转换器时序控制、内部数据缓存fifo、片内时钟合成、谱线增强算法以及片外ram控制。经过谱线增强后的数据存入片外ram芯片cy7c1021v。电源提供整个系统需要的3.3 v和5 v以及tlc5510的参考电压。系统结构如图4所示。 tlc5510是ti公司的高速模／数转换器，可以用于视频处理、高速数据转换等领域，它的转换速率达到20 mb／s，采用高速ad芯片是为了与fpga的高速处理能力相匹配。ep2c8f256c6是altera公司的生产的cycloneⅱ系列的fpga，片内具有162 kb的片内存储器和36个18×18 b片内乘法器，可以用于实现复杂数字信号算法。片内存储器基于流行的m4k存储器块，可以支持广泛的配置方式，包括ram，rom、先入先出(fifo)缓冲器以及单端口和双端口模式等。片内乘法器是低成本数字信号处理(dsp)应用的理想方案。这些乘法器可用于实现通用dsp功能，如有限冲击响应(fir)滤波器、快速傅里叶变换、相关器、编／解码器以及数控振荡器(nco)。ep2c8f256c6提供高级
信号的采集，并以数字信号的形式传递给fpga。fpga部分是整个系统的核心，其实现模／数转换器时序控制、内部数据缓存fifo、片内时钟合成、谱线增强算法以及片外ram控制。经过谱线增强后的数据存入片外ram芯片cy7c1021v。电源提供整个系统需要的3.3 v和5 v以及tlc5510的参考电压。系统结构如图4所示。 tlc5510是ti公司的高速模／数转换器，可以用于视频处理、高速数据转换等领域，它的转换速率达到20 mb／s，采用高速ad芯片是为了与fpga的高速处理能力相匹配。ep2c8f256c6是altera公司的生产的cycloneⅱ系列的fpga，片内具有162 kb的片内存储器和36个18×18 b片内乘法器，可以用于实现复杂数字信号算法。片内存储器基于流行的m4k存储器块，可以支持广泛的配置方式，包括ram，rom、先入先出(fifo)缓冲器以及单端口和双端口模式等。片内乘法器是低成本数字信号处理(dsp)应用的理想方案。这些乘法器可用于实现通用dsp功能，如有限冲击响应(fir)滤波器、快速傅里叶变换、相关器、编／解码器以及数控振荡器(nco)。ep2c8f256c6提供高级
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