基于FPGA的绝对式编码器通信接口设计

2绝对式编码器接口的实现

　　全数字化交流伺服系统中采用TMS320X2812作为控制器，用以实现位置环、速度环和电流环以及SVPWM、电压和电流采样等功能。此外，采用Altera公司的型号为FP1C6的~Cyclone系列FPGA，用以实现与绝对式码盘接口、译码逻辑等功能。同时，在FPGA内部实现了256字节的双口RAM，用来与DSP之间通过总线实现数据传输。FPGA部分的功能框图如图2P所示。

　　码盘接口部分分为发送模块、接收模块、双口RAM模块、主程序模块四部分。由于每次通信时间是严格固定的，设系统时钟为2MHz。FPGA为主叫，向编码器发送"请求数据"控制字共6位，需时3 μs，编码器向FPGA共发送1个起始位、两个"错误位"、26位位置值和5位CRC校验位，共34位的数据共需时17 μs，所以每次通信需要20 μs的时间，并且每个时刻具体需要传递哪一位数据也是严格确定的。因此采用基于时基的设计方法。

　　FPGA内部设计了一个时基为20ns的计数器，每20ns加1，作为整个电路的时基，根据这个时基来确定每一时刻收到的数据具体属于哪个位。在FPGA 内部实现了256bytes的双口RAM空问，A口具有8位数据线，8位地址线，用于与编码器通信，B口具有16位数据线，8位地址线，用于与DSP通信，因为TMS320X2812为16位DSP，所以与FPGA中RAM的数据传递极为方便。

　　DSP在每个电流环周期发送一个有效的"begin"信号，20μs之后，码盘信号接收模块将接收到的数据存入FPGA内部双口RAM的A口中，并按顺序排列成16位数据的形式，然后向DSP发送end信号，表示一次通信结束，DSP接收到中断之后从FPGA的双口RAM的B口中读取数据，完成一次通信， DSP的连接如图3所示。