基于PCI总线的DSP运动控制卡的研究与设计

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3.0 朱铭铭 2024-09-20 4 4 254.5KB 4 页 150积分

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基于PCI总线的DSP伺服控制卡的研究与设计

Research And Design Of DSP Servo Control Card Based On PCI Bus

YE You-ming[1] SHI You-jian[2]

（Huzhou University ZheJiang，313000）

（Jiangsu Maritime Institute JiangSu ,211170）

摘要：本文通过对DSP芯片（TMS320VC33）、 PCI9052接口芯片和伺服控制卡的功能和结构特点进行深入分析，设计了一

种基于PCI总线的DSP伺服控制卡。实践证明，本文所设计的伺服控制卡能够满足目前控制系统的性能要求。

关键字：伺服控制；DSP；PCI；双口RAM

Abstract: This paper analyzes the functions and design features of DSP chip (TMS320VC33), PCI interface

chip (PCI9052) and servo control card in detail, designs the DSP servo control card based on PCI bus. It

i s p r o v e d t h a t t h i s se r v o c o n t r o l c a r d c a n m e e t t h e c o n t r o l p e r f o r m a n c e r e q u i r e m e n t s o n c o n t e m p o r a r y

control systems.

Key Words：Servo Control；DSP；PCI；Two Port RAM

0引言

随着现代制造技术的不断发展，控制精度越来越高，控制时间越来越短，因此控制过程中处理的数据

量越来越大，对控制系统提出更高的性能要求[1]。利用工控机通过PCI或则ISA总线连接的专用伺服控制卡

成为控制系统中比较流行的控制方法，其中由工控机发出命令，而伺服控制卡接收到指令，完成相应功能

同时伺服控制卡把控制对象的状态信息传输到工控机，由工控机进行控制。在伺服控制卡的设计中，现以

由数字处理器DSP取代原来的单片机作为控制CPU，同时伺服控制卡的PCI总线能够与工业控制计算机通过

PCI局部总线通信，能够达到很高的数据传输率，从而保证伺服系统的实时性[2]。在利用PCI总线的高速特

性并结合DSP处理芯片强大的数据处理能力，可以设计出功能强大的伺服控制卡。本文以TMS320VC33为控

制卡处理CPU，实现了基于PCI总线的来高性能伺服控制卡。

1系统结构

本文研究的伺服控制卡的任务是进行6轴伺服/步进电机完成位置、速度控制，要求光栅的输入，DA输

出，运动定位精度要求高，响应时间越短越好。运动控制卡的结构如图1所示。它的处理器选用高性能浮

点型DSP TMS320VC33，卡上带6路12位DA转换器，DA转换器的输出信号作为伺服驱动器的输入给定，

每个伺服电机上装有一个16位精度的绝对式光电码盘，当光电码盘随伺服电机转动时，产生正交脉冲输

出，脉冲经过鉴相和倍频后，送给16位可逆计数器进行计数，DSP读取可逆计数器中的值，形成当前位

置值，和给定位置值做比较，信号之差作为下一次控制的输入，形成了伺服电机的位置闭环系统。DSP

运动控制卡通过PCI总线和外围控制设备连接，选用PLX公司的从模式芯片PCI9052实现PCI总线和板卡

局部总线的桥接。为了实现DSP和PCI总线的高速通讯，两者中间加入了双端口RAM。

图1 运动控制卡结构

2 DSP 控制模块

TMS320VC33（VC33）是款32位型浮点处理器[3]。它有2种速度级别：120M FLOPS和150M

FLOPS，其中VC33-150的定点运算能力为75MIPS，浮点运算速度为150M FLOPS，而且VC33的硬件方

面有其自身独特的设计，为系统的构造提供很大的便利，特点如下：

（1）分开的程序总线、数据总线和DMA总线，读写数据和DMA操作可以并行。

（2）具有四个内部译码页选PAGE0－PAGE3，可以大大简化与I/O及存储器的接口。

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摘要：

基于PCI总线的DSP伺服控制卡的研究与设计ResearchAndDesignOfDSPServoControlCardBasedOnPCIBusYEYou-ming[1]SHIYou-jian[2]（HuzhouUniversityZheJiang，313000）（JiangsuMaritimeInstituteJiangSu,211170）摘要：本文通过对DSP芯片（TMS320VC33）、PCI9052接口芯片和伺服控制卡的功能和结构特点进行深入分析，设计了一种基于PCI总线的DSP伺服控制卡。实践证明，本文所设计的伺服控制卡能够满足目前控制系统的性能要求。关键字：伺服控制；DSP；PC...

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