CN205498371U - 基于fpga的激光打标控制卡 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于FPGA的激光打标控制卡，包括：通信模块，数据缓冲模块，主控模块，振镜接口模块和激光器接口模块，其中，所述激光打标控制卡通过所述通信模块与外部计算机相连接，所述数据缓冲模块与所述通信模块相连接，所述主控模块与所述数据缓冲模块相连接，所述激光打标控制卡通过所述振镜接口模块和振镜相连接，所述激光打标控制卡通过所述激光器接口模块和激光器相连接，所述激光器接口模块与主控模块相连接。本实用新型可以降低设备的功耗。

Description

基于FPGA的激光打标控制卡

技术领域

本实用新型涉及激光加工领域，特别涉及一种基于FPGA的激光打标控制卡。

背景技术

激光打标技术是一种新型的工件表面标刻技术，通过高能量激光照射工件，使被照射区域表面高温汽化或颜色改变，从而在工件表面留下永久标记。与传统的标刻技术相比，激光打标具有零污染，操作灵活，标刻痕迹永不磨损等特点。

现有的激光打标控制卡，采用的数字信号处理芯片(Digital Signal Processing，DSP)和现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)芯片，由于采用这样的双主控芯片，存在着功耗高，发热量大的缺陷。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种新的基于FPGA的激光打标控制卡，既可以满足打标图案复杂化和精细化，又可以高速，高质量的完成打标作业，同时进一步降低设备的功耗，更加节能环保。

本实用新型提供的一种基于FPGA的激光打标控制卡，包括：通信模块，数据缓冲模块，主控模块，振镜接口模块和激光器接口模块，其中，所述激光打标控制卡通过所述通信模块与外部计算机相连接，所述数据缓冲模块与所述通信模块相连接，所述主控模块与所述数据缓冲模块相连接，所述激光打标控制卡通过所述振镜接口模块和振镜相连接，所述激光打标控制卡通过所述激光器接口模块和激光器相连接，所述激光器接口模块与主控模块相连接。

进一步地，所述通信模块具体为通用串行总线USB3.0芯片或总线接口PCI-E芯片。

进一步地，所述数据缓冲模块具体为高速双倍速率同步动态随机存储器DDR3芯片。

进一步地，所述主控模块只包含一颗现场可编程门阵列FPGA芯片。

进一步地，所述振镜接口模块支持20位的指令输出。

本实用新型至少具有以下优点：可以在高速、高质量的完成打标作业的同时，降低设备的功耗，更加节能环保。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手 段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型的一种基于FPGA的激光打标控制卡的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型的基于FPGA的激光打标控制卡，包括：通信模块，数据缓冲模块，主控模块，振镜接口模块和激光器接口模块，其中，激光打标控制卡通过通信模块与外部计算机相连接，通信模块，用于控制卡与计算机指令互传，通信模块可以使用通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)3.0芯片或总线接口(PCI-E)芯片，可高速完成计算机和激光打标控制卡之间的指令传送。数据缓冲模块与所述通信模块相连接，用于提高整体打标速度，数据缓冲模块可以采用高速双倍速率同步动态随机存储器(Double Data Rate3，DDR3)芯片，可提高指令写入及读取的速度，计算机经由通信模块，将原始指令发送至数据缓冲模块中。主控模块与所述数据缓冲模块相连接，用于对指令进行读取，分析，处理和输出，主控模块只采用一颗FPGA，通过使用FPGA的部分资源来模拟DSP的功能，可免去一颗DSP芯片，从而显著降低设备功耗。激光打标控制卡通过振镜接口模块和振镜相连接，振镜接口模块还与所述主控模块相连接，用于控制振镜运动，振镜接口模块支持20位的指令输出，通过配合高分辨率的数字振镜，可实现更高精度的打标需求；激光打标控制卡通过激光器接口模块和激光器相连接，激光器接口模块与主控模块相连接，用于控制激光器输出。

由于通信模块采用USB3.0方案，替代了老旧的USB2.0方案，可承载更大密度的指令传输，以应对打标图案的复杂化趋势。所述数据缓冲模块采用高速DDR3芯片配置，可实现边接收边运行，从而实现不间断的打标控制。主控模块从数据缓冲模块中读取原始指令并进行处理，得到激光器及振镜的控制指令，经过一定的延时，分别发送至激光器接口模块及振镜接口模块，控制激光器和振镜协同运作，完成打标作业。所述主控模块采用单颗FPGA芯片，通过算法将传统DSP的功能集成到FPGA中，与现有的FPGA+DSP双芯片方案相比，可有效控制设备制造成本，降低设备运行功耗。所述激光器接口模块可支持CO2、YAG等多种 型号的激光器，支持Q-Switch及8位数字调制等形式的激光器功率控制。所述振镜接口模块支持高达20位的指令输出，搭载自主协议，也可兼容现有SL2-100协议，与现有的16位产品相比，精细度提高了32倍，可满足更高水平的精密加工需求。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于FPGA的激光打标控制卡，其特征在于，包括：通信模块，数据缓冲模块，主控模块，振镜接口模块和激光器接口模块，其中，所述激光打标控制卡通过所述通信模块与外部计算机相连接，所述数据缓冲模块与所述通信模块相连接，所述主控模块与所述数据缓冲模块相连接，所述激光打标控制卡通过所述振镜接口模块和振镜相连接，所述激光打标控制卡通过所述激光器接口模块和激光器相连接，所述激光器接口模块与主控模块相连接。

2.如权利要求1所述的基于FPGA的激光打标控制卡，其特征在于，所述通信模块具体为通用串行总线USB3.0芯片或总线接口PCI-E芯片。

3.如权利要求1所述的基于FPGA的激光打标控制卡，其特征在于，所述数据缓冲模块具体为高速双倍速率同步动态随机存储器DDR3芯片。

4.如权利要求1所述的基于FPGA的激光打标控制卡，其特征在于，所述主控模块只包含一颗现场可编程门阵列FPGA芯片。

5.如权利要求1所述的基于FPGA的激光打标控制卡，其特征在于，所述振镜接口模块支持20位的指令输出。