CN106707827A - 组合在单板上的智能化机电运动控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开的组合在单板上的智能化机电运动控制器属机电运动控制器技术领域，该智能化机电运动控制器由主CPU的X86中央处理器、存储器、固态电子盘、数字信号处理器DSP、现场可编程序逻辑器件FPGA、实时以太网控制器等，全部焊接并联接在单块电路板上，组合一体形成或集成单板的智能化机电运动控制器，采用高性能通用X86处理器为核心并配以先进的硬件、软件集成，把需要组合在单板上的各种硬件，采用焊接方式全部安装在一块电路板上，该智能化单板机整体可靠性高，软硬件资源丰富，便于信息集成，标准化程度高，智能化性能强，具有良好的应用和推广前景，值得机电行业采用和推广。

Description

组合在单板上的智能化机电运动控制器

技术领域

本发明公开的组合在单板上的智能化机电运动控制器属机电运动控制器技术领域，具体涉及的是一种采用X86处理器为核心并采用全部焊接而组合在单板上的智能化机电运动控制器。

背景技术

运动控制就是对机电设备的机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。国内外的运动控制器生产厂商提供的产品大致可以分为：1.以单片机或微处理器作为核心的运动控制器，这类运动控制器速度较慢，精度不高，成本相对较低。在一些只需要低速点位运动控制和对轨迹要求不高的轮廓运动控制场合应用。2.以专用芯.片(ASIC)作为核心处理器的运动控制器，这类运动控制器结构比较简单，但这类运动控制器大多数只能输出脉冲信号，工作于开环控制方式。这类控制器对单轴的点位控制场合是基本满足要求的，但对于要求多轴协调运动和高速轨迹插补控制的设备，这类运动控制器往往不能满足要求。3.基于PC机的运动控制器。这类运动控制器的硬件平台和软件平台是完全通用的。它是运动控制器诞生以来最具深远意义的一次飞跃。PC机的通用性和高性能给基于PC机的运动控制器的发展带来了巨大的好处，使其在技术经济方面体现出高性能、低成本、标准化程度高、软硬件资源丰富、以及便于信息集成等显著优势。然而，目前基于PC机的运动控制器，皆为采用通用PC机或工业PC机的硬件结构。基于通用PC机的硬件结构虽然价格便宜，但由于通用PC机是民用产品，大多不适于作为工业级的高可靠性要求的运动控制器。工业PC机虽然可靠性有所提高，但由于其多板卡、多组件的结构，仍不能满足很多高可靠性的运动控制应用。本发明提出了一种采用一体化单板处理器的机电运动控制器，将高性能通用X86处理器、DDR2RAM或DDR3RAM、固态电子盘、32位定点或浮点DSP、FPGA、和实时以太网控制器等器件，采用全部焊接方式安装在一块PCB板上。大大提高了系统整体可靠性，为智能化的机电运动控制器单板机的应用和推广奠定了坚实的基础。

发明内容

本发明的发明目的是：向社会提供这种组合在单板上的智能化机电运动控制器，把需要组合在单板上的各种硬件，采用全部焊接方式安装在一块PCB电路板上，大大提高了智能化机电运动控制器整体的可靠性，为智能化的机电运动控制器单板机的应用和推广奠定了坚实的基础和良好的前景。

本发明的技术方案是这样的：这种组合在单板上的智能化机电运动控制器，由单块电路板及其上的硬件、软件集成，所述的单块电路板上的软件集成是指该智能化机电运动控制器的软件系统，包括该智能化机电运动控制器现有技术应有的或所有的软件。技术特点在于：该智能化机电运动控制器包括有：主CPU的X86中央处理器单元、存储器、固态电子盘全部焊接并联接在单块电路板上，组合一体形成或集成单板的智能化机电运动控制器。这种组合在单板上的智能化机电运动控制器，采用高性能通用X86处理器为核心构成，并配以先进的存储器、固态电子盘以及软件系统等一起，使智能化的机电运动控制器单板机在技术、经济方面体现出高性能、低成本、标准化程度高、软硬件资源丰富、以及便于信息集成等显著优势和智能化先进水平，具有良好的应用和推广前景。而且本发明的技术方案把需要组合在单板上的各种硬件，采用全部焊接方式安装在一块PCB电路板上克服了原来那种多板卡、多组件采用接插件结构带来可靠性差的不足或弊端，大大提高了智能化机电运动控制器整体的可靠性，是本发明技术方案的最大特点。

根据以上所述的组合在单板上的智能化机电运动控制器，技术特点还有：该单板的智能化机电运动控制器还包括有：数字信号处理器DSP，也焊接并联接在该单块电路板上，使该组合在单板上的智能化机电运动控制器又增配了先进的功能器件。

根据以上所述的组合在单板上的智能化机电运动控制器，技术特点还有：该单板的智能化机电运动控制器还包括有：现场可编程序逻辑器件FPGA，也焊接并联接在该单块电路板上使该组合在单板上的智能化机电运动控制器又增配了先进的功能器件。

根据以上所述的组合在单板上的智能化机电运动控制器，技术特点还有：该单板的智能化机电运动控制器还包括有：实时以太网控制器，也焊接并联接在该

单块电路板上，使该组合在单板上的智能化机电运动控制器又增配了先进的功能

器件。

根据以上所述的组合在单板上的智能化机电运动控制器，技术特点还有：所述的存储器包括有：动态随机存储器RAM，例如有不同速度DDR2或DDR3的RAM。

根据以上所述的组合在单板上的智能化机电运动控制器，技术特点还有：所述的固态电子盘包括有：固态电子盘阵列及闪存存储器，例如由多块固态电子盘组成阵列结构。

根据以上所述的组合在单板上的智能化机电运动控制器，技术特点还有：所述的数字信号处理器DSP是32位、或64位定点或浮点DSP。

根据以上所述的组合在单板上的智能化机电运动控制器，技术特点还有：所述的现场可编程序逻辑器件FPGA包括通用和专用的FPGA。所述专用的FPGA如是美国XILINX公司的SPARTAN3系列的FPGA。

根据以上所述的组合在单板上的智能化机电运动控制器，技术特点还有：所述的实时以太网控制器是实现实时以太网通讯功能的实时以太网控制器。

本发明的优点有：1.这种智能化机电运动控制器把需要组合在单板上的各种硬件，采用全部焊接方式安装在一块PCB电路板上，使原来那种多板卡、多组件可靠性差的接插件结构大大改善，提高了智能化机电运动控制器整体的可靠性，为智能化的机电运动控制器单板机的应用和推广奠定了坚实的基础。2.这种智能化机电运动控制器采用高性能通用X86处理器为核心构成，并配以先进的数字信号处理器DSP、现场可编程序逻辑器件FPGA、实时以太网控制器等以及软件系统，使智能化的机电运动控制器单板机在技术、经济方面体现出高性能、低成本、标准化程度高、软硬件资源丰富、以及便于信息集成等显著优势和智能化先进水平，具有良好的应用和推广前景。3.试用效果已经证明：这种组合在单板上的智能化机电运动控制器，值得机电行业采用和推广。

附图说明

本发明的说明书附图共有2幅：

图1为组合在单板上的智能化机电运动控制器电子电路功能结构方框图；

图2为智能化机电运动控制器全部焊接在单块电路板上实体结构图。

在两图中采用了统一标号，即同一物件在两图中用同一标号。在两图中：

1.主CPU的X86中央处理器；2.存储器，如DDR2或DDR3的RAM；3.固态电

子盘；

4.实时以太网控制器；5.现场可编程序逻辑器件FPGA；6.数字信号处理器DSP。

具体实施方式

本发明组合在单板上的智能化机电运动控制器的非限定实施例如下：

实施例一.组合在单板上的智能化机电运动控制器

该例的这种组合在单板上的智能化机电运动控制器，由单块电路板及其上的硬件、软件集成，该组合在单板上的智能化机电运动控制器具体结构由图1、图2联合示出，图1所示的是组合在单板上的智能化机电运动控制器电子电路功能结构方框图，图2所示的是智能化机电运动控制器全部焊接在单块电路板上实体结构图。在两图中：1是主CPU的X86中央处理器，2是存储器，如DDR2或DDR3的RAM，3是固态电子盘，4是实时以太网控制器，5是现场可编程序逻辑器件FPGA，6是数字信号处理器DSP。该例技术方案的特点在于：该例的该智能化机电运动控制器包括的主CPU的X86中央处理器单元、存储器、固态电子盘、数字信号处理器DSP、现场可编程序逻辑器件FPGA、实时以太网控制器等，全部焊接并联接在单块电路板上，组合一体形成或集成单板的智能化机电运动控制器，当然还包括该智能化机电运动控制器现有技术应有的或所有的软件，即是该智能化机电运动控制器的软件系统，也即是所述的单块电路板上的软件集成。采用高性能通用X86处理器为核心构成，并配以先进的存储器、固态电子盘、数字信号处理器DSP、现场可编程序逻辑器件FPGA、实时以太网控制器等及软件部分一起，使智能化的机电运动控制器单板机在技术、经济方面体现出高性能、低成本、标准化程度高、软硬件资源丰富、以及便于信息集成等显著优势和智能化先进水平，具有良好的应用和推广前景。而且本发明的技术方案把需要组合在单板上的各种硬件，采用全部焊接方式安装在一块PCB电路板上，克服了原来那种多板卡、多组件采用接插件结构带来可靠性差的不足或弊端，大大提高了智能化机电运动控制器整体的可靠性，是本发明技术方案的最大特点。该例的存储器是动态随机存储器RAM，特别有不同速度DDR2的RAM，如型号为MT47H128M16HG的DDR2RAM。该例的固态电子盘是固态电子盘阵列，例如由多块固态电子盘，如型号为K9F1G08U0A组成阵列结构。该例的数字信号处理器DSP是32位浮点DSP，

如型号为TMS320C32的32位浮点DSP。该例的现场可编程序逻辑器件FPGA是通

用的FPGA，如型号为EP4S40G2通用的FPGA。该例的实时以太网控制器是实现实时以太网通讯功能的实时以太网控制器，如型号为CYCLON II的实时以太网控制器。

实施例二.组合在单板上的智能化机电运动控制器

该例的组合在单板上的智能化机电运动控制器大体结构可用图1～图2联合示出，该例的组合在单板上的智能化机电运动控制器与实施例一的组合在单板上的智能化机电运动控制器不同点有：1.该例的存储器是动态随机存储器RAM，其中有不同速度DDR3的RAM，如型号为MT41J128M16HA的DDR3 RAM。2.该例的固态电子盘是闪存存储器组成的阵列，其中如型号为TH58NVG1S3AFT的闪存存储器。3.该例的数字信号处理器DSP是32位定点DSP，如型号为TMS320C6474的32位定点DSP。4.该例的现场可编程序逻辑器件FPGA是专用的FPGA，如是美国XILINX公司的SPARTAN3系列的FPGA。5.该例的实时以太网控制器是另一种实时以太网控制器，如型号为CYCLON III的实时以太网控制器。该例的组合在单板上的智能化机电运动控制器其余未述的，全同于实施例一中所述的，不再重述。

实施例三.组合在单板上的智能化机电运动控制器

该例的组合在单板上的智能化机电运动控制器大体结构可用图1～图2联合示出，该例的组合在单板上的智能化机电运动控制器与实施例一、实施例二的组合在单板上的智能化机电运动控制器不同点有：1.该例的存储器一动态随机存储器RAM，特别有不同速度DDR2和DDR3的RAM。2.该例的固态电子盘包括固态电子盘阵列及闪存存储器。3.该例的数字信号处理器DSP是64位定点或浮点DSP。4.该例的现场可编程序逻辑器件FPGA选择通用或专用的FPGA。该例的组合在单板上的智能化机电运动控制器其余未述的，全同于实施例一、实施例二中所述的，不再重述。

Claims (9)

1.一种组合在单板上的智能化机电运动控制器，由单块电路板及其上的硬件、软件集成，特征在于：所述的该智能化机电运动控制器包括有：主CPU的X86中央处理器单元、存储器、固态电子盘全部焊接并联接在单块电路板上，组合一体形成或集成单板的智能化机电运动控制器。

2.根据权利要求1所述的组合在单板上的智能化机电运动控制器，特征在于：该单板的智能化机电运动控制器还包括有：数字信号处理器DSP，也焊接并联接在该单块电路板上。

3.根据权利要求1所述的组合在单板上的智能化机电运动控制器，特征在于：该单板的智能化机电运动控制器还包括有：现场可编程序逻辑器件FPGA，也焊接并联接在该单块电路板上。

4.根据权利要求1所述的组合在单板上的智能化机电运动控制器，特征在于：该单板的智能化机电运动控制器还包括有：实时以太网控制器，也焊接并联接在该单块电路板上。

5.根据权利要求1所述的组合在单板上的智能化机电运动控制器，特征在于：所述的存储器包括有：动态随机存储器RAM。

6.根据权利要求1所述的组合在单板上的智能化机电运动控制器，特征在于：所述的固态电子盘包括有：固态电子盘阵列及闪存存储器。

7.根据权利要求2所述的组合在单板上的智能化机电运动控制器，特征在于：所述的数字信号处理器DSP是32位、或64位定点或浮点DSP。

8.根据权利要求3所述的组合在单板上的智能化机电运动控制器，特征在于：所述的现场可编程序逻辑器件FPGA包括通用和专用的FPGA。

9.根据权利要求4所述的组合在单板上的智能化机电运动控制器，特征在于：所述的实时以太网控制器是实现实时以太网通讯功能的实时以太网控制器。