實(shí)時(shí)控制技術(shù)滿足實(shí)時(shí)工業(yè)通信發(fā)展的需求 — 第1部分

在我之前的博文“EtherCAT 和 C2000?MCU —— 實(shí)時(shí)通信滿足實(shí)時(shí)控制”中，我在 TI Designs 參考設(shè)計(jì)庫中討論了一種設(shè)計(jì)，以幫助簡(jiǎn)化符合國際電工委員會(huì)（IEC）61158 兼容且基于 TI C2000 實(shí)時(shí)控制微控制器（MCU）的 EtherCAT 從站節(jié)點(diǎn)的硬件開發(fā)。該博文概述了 EtherCAT 技術(shù)非常適合工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用中 C2000 MCU 的原因，以及為何 TI DesignDRIVE 團(tuán)隊(duì)選擇 Beckhoff 的 ET1100 作為參考。用于高性能 MCU 參考設(shè)計(jì)的 EtherCAT 接口未提供評(píng)估和自行創(chuàng)建完整 EtherCAT 節(jié)點(diǎn)（包括堆棧）的方法。

通過在 controlSUITE 中發(fā)布 EtherCAT Slave 和 C2000 Delfino?MCU controlCARD 套件以及 EtherCAT 解決方案參考軟件，您可直接在 C2000 MCU 上快速啟動(dòng) EtherCAT 從站堆棧的開發(fā)。

在接下來的博客系列中，我將討論 C2000 MCU 上 EtherCAT 從站堆棧支持的市場(chǎng)機(jī)遇；有關(guān) TI 實(shí)施的不同之處；然后深入探討如何為評(píng)估、驗(yàn)證和創(chuàng)建這些開發(fā)階段提供支持。

EtherCAT 在工業(yè)應(yīng)用中的可取之處眾所周知。Ethercat 在全球的應(yīng)用，尤其是在多軸伺服機(jī)器上，已經(jīng)非常引人注目，至少從 TI 的 C2000 市場(chǎng)的角度來看是這樣。隨著 EtherCAT 技術(shù)組（ETG）的成員人數(shù)突破 4,300，以及不以歐洲為主的全球成員的不斷增長(zhǎng)和均衡組合，可以明顯看到整體 EtherCAT 解決方案、技術(shù)、可用性、許可、支持等方面都與工業(yè)客戶產(chǎn)生了共鳴。

我們已看到許多客戶承擔(dān)了使 C2000 MCU 能夠在本機(jī)上運(yùn)行 EtherCAT 堆棧的任務(wù)，尤其是在運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用中。將實(shí)時(shí)通信直接集成到實(shí)時(shí)控制開發(fā)環(huán)境中簡(jiǎn)化了開發(fā)過程。顯而易見的是，集成到單個(gè)中央處理單元（CPU）將簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)中斷和實(shí)時(shí)控制環(huán)路計(jì)時(shí)之間的同步。

C2000 MCU 完全能夠執(zhí)行軟件堆棧并同時(shí)執(zhí)行高要求的實(shí)時(shí)電機(jī)控制，這主要是因?yàn)?EtherCAT 硬件能夠處理 EtherCAT 通信中最具挑戰(zhàn)性的實(shí)時(shí)元素。與添加輔助 CPU 來運(yùn)行堆棧相比，單個(gè) CPU 在降低成本和減少電路板空間方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。如果您使用額外的 CPU 來處理堆棧，則系統(tǒng)性能也會(huì)受益于降低的傳輸延遲。在運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用中，系統(tǒng)響應(yīng)新目標(biāo)位置的時(shí)間或延遲至關(guān)重要。如果位置命令輸入定時(shí)無法跟上控制回路功能，為什么要最大限度地減少位置控制回路時(shí)間？運(yùn)行 EtherCAT 堆棧的臨時(shí) CPU 可能會(huì)影響整體運(yùn)動(dòng)性能。

鑒于 EtherCAT 和 C2000 MCU 運(yùn)動(dòng)控制的互補(bǔ)方面以及客戶支持請(qǐng)求，TI 利用其嵌入式軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和 C2000 MCU 架構(gòu)知識(shí)創(chuàng)建了一套軟件解決方案，旨在幫助開發(fā) TI 實(shí)時(shí)控制 MCU 的 EtherCAT 從站節(jié)點(diǎn)。該軟件包只需很少的開發(fā)投資，而且可幫助您：

? 評(píng)估從站節(jié)點(diǎn)的堆棧。

? 驗(yàn)證自定義硬件的正確操作或連接。

? 創(chuàng)建一個(gè)完整的從站節(jié)點(diǎn)應(yīng)用程序，通過使用您的硬件和 ETG 分發(fā)的堆棧。

審核編輯 黃昊宇