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通用運動控制卡CompactPCI接口的設計
摘要：簡要介紹了基于CompactPCI總線的熱插拔通用運動控制卡的硬件結構，并對CompactPCI總線接口的硬件設計進行了討論，提出了電氣措施和設計要點。關鍵詞：運動控制 CompactPCI總線 PCI9030 熱插拔
近年來，隨著嵌入式系統的快速發(fā)展及其對硬件可靠性要求的提高，特別是帶有多個運動控制卡的網絡運動控制系統的發(fā)展，對運動控制卡提出了新的要求。運動控制卡應具有帶熱插拔功能的CompactPCI總線接口。在這樣的運動控制系統中，采用可靠性高的嵌入式系統軟件，上位機只需對被控對象實施總體的控制和管理；而位置反饋信號的采集、閉環(huán)控制的計算及控制量的輸出則均可由以DSP為核心的運動控制卡完成，極大地提高了運算速度和控制響應速度。通過帶熱插拔功能的CompactPCI總線接口的上下機聯接，使系統具有更高的可靠性和帶電更換故障板卡的能力。
1 CompactPCI接口總線概述
CompactPCI接口總線定義了更加堅固耐用的PCI版本。在電氣、邏輯和軟件方面，它與PCI標準完全兼容。CompactPCI接口卡安裝在支架上，并使用標準的Eurocard外型。CompactPCI雖然與標準PCI屬同一標準，二者還是有很大的不同。CompactPCI相對PCI來講具有很多優(yōu)點：(1)具有更好的機械特性。它增強了PCI系統在電信或其它條件惡劣的工業(yè)環(huán)境中的可維護性和可靠性。(2)采用Eurocard封裝，系統中氣流均勻。(3)CompactPCI連接器的電源和信號引線支持熱插拔規(guī)范，這對于容錯系統是非常重要的，也是標準PCI所不能實現的功能。(4)總線易于擴展，可同時支持多達256個標準的PCI總線設備。(5)CompactPCI背板的連接器插針分為長針、中長針和短針。長針是一些電源針，最短的針是BD-SEL#，其它總線信號和部分電源信號是中長針。連接器插槽J1插孔有長針插孔、中長針和短針插孔，而J2插槽都是中長針插孔。
2 系統的硬件結構概述
開放式四軸DSP運動控制卡經12位DAC驅動四個伺服電機，并通過CompactPCI總線背板連接器與主機通信。其中DSP處理器與CompactPCI接口采用PLX公司的PCI9030接口芯片使之和雙口RAM緩沖區(qū)進行通信。
PCI9030是業(yè)界首個支持熱交換的PCI目標接口芯片，為CompactPCI接口提供了優(yōu)秀的解決方案。它采用SMARTarget技術，可以保證高性能的熱交換實施功能，可以支持具有熱交換功能的PICMG2．1目標設備，并且符合PCIv2．2規(guī)范所規(guī)定的32位33MHz目標接口功能，可以獲得高達132Mbyte／s的PCI突發(fā)傳輸速度，局部總線操作速度最高可達60MHz，支持5個局部地址空間到PCI總線地址空間的映射(空間0、1、2、3、4以及1個擴展的ROM)，傳輸等待周期及
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