ECAT运动控制器ARM软件设计

ECAT运动控制器ARM软件设计

一、ARM向FPGA发送目标位置
1、对应的操作地址
define TARGET_CUR_POSL 2
`define TARGET_CUR_POSH 3

2、操作步骤
发每个轴的位置时，先通过写地址1，告知FPGA接下来要发送目标位置的伺服；
通过写地址2向FPGA写目标位置的低16bit；
通过写地址3向FPGA写目标位置的高16bit。

二、ARM向FPGA读取当前位置
1、对应的操作地址，与目标位置共享一套地址
define TARGET_CUR_POSL 2
`define TARGET_CUR_POSH 3

2、操作步骤
发每个轴的位置时，先通过写地址1，告知FPGA接下来要读取当前位置的伺服；
通过读地址“2”向FPGA读取当前位置的低16bit；
通过读地址“3”向FPGA读取当前位置的高16bit。

三、ARM向FPGA发送控制字
1、对应的操作地址
define STS_SERVO 4

2、操作步骤
发每个轴的控制字时，先通过写地址1，告知FPGA接下来要发送控制字的伺服；
通过写地址4向FPGA写伺服的控制字；FPGA会根据第一步的伺服去对应该控制字是给哪个伺服的。

当ARM通过地址58检测到所有伺服进入OP状态后，可以通过控制字来控制各个伺服进入伺服使能状态，具体的操作流程为：顺序发送控制字6、7、15。每发送一个控制字，伺服对应的状态字就会发生变化。通过检测状态字的变化来确定发送下一个控制字。
回零的控制字为15到31，回零完成后，控制字要返回15。

四、ARM向FPGA读取状态字
1、对应的操作地址
define STS_SERVO 4

2、操作步骤
发每个轴的控制字时，先通过写地址1，告知FPGA接下来要读取控制字的伺服；
通过读地址4向FPGA读取对应伺服的控制字。

五、ARM读取轴的位置缓存数据的个数
1、对应的操作地址
define ECAT_POS_FIFO_CNT 65

2、操作步骤
FPGA为每个轴的目标位置都对应设计了一个32深度的缓存，ARM根据缓存和需要将目标位置发送到这个缓存，供FPGA的ECAT刷新。
通过写地址1，告知FPGA接下来要读取数据个数的伺服；
通过读地址65来读取对应伺服的轴数据缓存中数据个数。

六、ARM在启动FPGA的ECAT之前需要配置的内容
1、配置FPGA内容的相关写地址
define SM1_PHYADDR 50
define SM3_PHYADDR 52
define LOOP_PERIOD_H 55
`define LOOP_PERIOD_L 56

2、具体含义
M0_PHYADDR，SM0的地址，16bit，xml文件中的高低8bit交换后，下发给FPGA。
M1_PHYADDR，SM1的地址，16bit，xml文件中的高低8bit交换后，下发给FPGA。
M2_PHYADDR，SM2的地址，16bit，xml文件中的高低8bit交换后，下发给FPGA。
M3_PHYADDR，SM3的地址，16bit，xml文件中的高低8bit交换后，下发给FPGA。
ATCHDOG_SUPPORT，伺服是否支持看门狗，写1表示支持，写0表示不支持，从测试的5家伺服来看，除久同外，其他家均支持。
OOP_PERIOD_H ，为循环周期的高16bit。
OOP_PERIOD_L ，为循环周期的低16bit。

七、控制和状态寄存器
1、相关操作地址
define SERVO_INIT_DONE_ALL 58

2、具体含义
CAT_RSTN ，ARM向该地址写1，启动FPGA的ECAT运行。
ERVO_INIT_DONE_ALL，ARM通过该地址读取所有伺服是否初始化完毕，1表示完毕。

八、伺服参数配置功能寄存器
1、相关操作地址
define PARA_SUB_INDEX 78
define PARA_DATA_L 80
define PARA_DATA_UpLOAD 82
define PARA_DATA_UpLOAD_L 84
define PARAM_SET_RST 86
`define PARAM_SET_SERVO 87

九、伺服回零功能
多个伺服同时回零的流程：
通过参数设置端口，依次将各个伺服设置成模式6，再依次发送控制字31，再依次去读取状态字，如果读到某个轴的状态字是回零完成，就将该轴的控制字写回15，并然后通过参数设置接口将其模式设置为8。

十、伺服IO读取与写入
在启动ECAT之前，通过如下两个地址，分别配置伺服IO的地址：
define S2M_IO_PHYADDR 48 //master input
地址47为运动控制器输出到伺服的IO指令；
地址48为运动控制器从伺服获取的IO状态。
启动ECAT后，通过地址99来输出IO指令到伺服，或者从伺服获取IO状态。
`define SERVO_IO 99
同理，通过地址4来指定所要操作的伺服。
初定为8输入8输出，16位数据线的低8bit有效。

十一、其他标志
轴数据缓存的空满标志、ECAT断线等等标志