开发板ARM+FPGA架构运动控制卡详细解析

开发板ARM+FPGA架构运动控制卡 运动控制器 
本运动控制卡采用ARM单片机+FPGA架构；
ARM单片机是基于Cortex-M3内核的LM3S6911，插补核心算法均在该ARM内完成，一方面通过以太网与上位机界面交换加工数据，另一方面与FPGA（ALTERA的EP1C3）交换加工脉冲计数与IO开关量等相关参数。
FPGA主要负责实时性的功能和开关量的扩展。
具体系统参数如下：
1-4轴运动控制控制卡是以太网通讯的高性能四轴伺服 步进控制卡，可使用连续插补等先进功能。
脉冲输出方式可用单脉冲（脉冲方向）方式，最大脉冲频率4MHz。
支持多种控制方式，如定量运动，连续运动，回零运动，多轴直线插补，圆弧插补等。
插补一般用定速运动，也可用直线、S曲线加减速，（S曲线加减速不能用于圆弧插补）。
插补带有连续插补功能，即在插补过程中输入下一点的插补数据，以保证脉冲的连续，使插补达到更快更好的性能。
最大插补速度可达4MHz。
速度控制可用定速、直线以及S曲线加减速，可用自动 手动减速，在定量驱动时可防止速度曲线产生三角波形。
每轴有2个32位比较寄存器，用于产生中断或作为软件限位。
支持24路光藕隔离输入，所有数字输入信号均有滤波器，以防止干扰。
支持24路光藕隔离输出，其中16路可以直接驱动继电器，电磁阀等。
支持4路编码器输出。
可以轻松通过组网控制8-64轴单轴运动。
注:图片为旧版实物图，的是新版本，元器件布局更合理，跟图中的实物图稍有不同。
提供原理图，PCB图，FPGA源码，ARM去掉算法后的框架源码。

无ARM核心算法部分，请注意。

开发板ARM+FPGA架构运动控制卡详细解析

本文将深入探讨一款基于ARM与FPGA架构的运动控制卡，该控制卡采用LM3S6911 Cortex-M3内核的ARM单片机和ALTERA公司的EP1C3 FPGA芯片组成。本文将从架构原理、插补算法、扩展能力等多个方面细致分析这款控制卡的技术优势。

一、架构原理

客户使用本运动控制卡时，可以通过以太网与上位机界面交换加工数据，通过ARM与FPGA交换加工脉冲计数与IO开关量等相关参数。ARM单片机负责控制插补核心算法，完成插补计算和运算，而FPGA主要负责实时性的功能和开关量的扩展。

这种架构原理的好处在于，通过ARM单片机和FPGA之间的数据交换，能够实现更快更好的性能。ARM单片机可以进行非常复杂、高级的算法处理，同时具有非常强的扩展性能；而FPGA则可以进行并行计算和大规模的IO控制，从而实现更高的实时性能。

二、插补算法

本运动控制卡拥有非常优秀的插补算法，支持定量运动、连续运动、回零运动、多轴直线插补、圆弧插补等多种控制方式。插补一般采用定速运动，同时支持直线、S曲线加减速。最大插补速度可达4MHz，插补带有连续插补功能，即在插补过程中输入下一点的插补数据，以保证脉冲的连续，使插补达到更快更好的性能。

同时，本运动控制卡在速度控制方面也非常出色，支持定速、直线以及S曲线加减速，可以用自动手动减速，在定量驱动时可防止速度曲线产生三角波形。每轴有2个32位比较寄存器，可以产生中断或作为软件限位。

三、扩展能力

本运动控制卡的扩展能力非常出色，支持24路光藕隔离输入，所有数字输入信号均有滤波器，以防止干扰。此外，还支持24路光藕隔离输出，其中16路可以直接驱动继电器、电磁阀等。同时，支持4路编码器输出，可以轻松通过组网控制8-64轴单轴运动。

四、总体设计

本运动控制卡的总体设计非常合理，也非常实用。ARM单片机提供了非常高级的算法处理能力，能够完成非常复杂的计算和运算。而FPGA提供了非常出色的实时性能和IO控制能力，能够快速响应各种指令和传感器数据。

此外，本运动控制卡还提供了原理图、PCB图、FPGA源码和ARM框架源码等资源，用户可以进行二次开发，实现更多的功能和应用。同时，本运动控制卡的性能和稳定性也得到了广泛的验证和认可，是非常值得信赖的一款运动控制卡。

总之，本文介绍的这款开发板ARM+FPGA架构运动控制卡，采用ARM单片机和FPGA相结合的设计架构，具有非常出色的插补算法和扩展能力。这款控制卡能够快速响应各种运动指令和传感器数据，同时还提供了丰富的资源和开发工具，为用户提供优秀的开发环境和应用体验。

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