[发明专利]一种基于FPGA的模块化机器人嵌入式多核主控制器

权利要求书

1.一种基于FPGA的模块化机器人嵌入式多核主控制器，其特征在于：本模块化机器人嵌入式多核主控制器是一种基于FPGA的片上多核系统，包括Nios II软核处理器，DSP协处理器模块，Avalon总线模块，CAN总线控制模块，系统时钟模块，看门狗及复位系统模块，JTAG接口模块，存储器控制模块等。

2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的模块化机器人嵌入式多核主控制器，其特征在于：主控制模块为。Nios II软核处理器，通过Avalon总线模块与DSP协处理器、系统时钟模块、看门狗及复位系统模块、JTAG接口模块、CAN总线控制模块、存储器控制模块进行访问控制及中断响应。主运算模块为Verilog语言编写的DSP协处理器，主要包括CORDIC算法，矩阵基本运算，求解变换矩阵和雅克比矩阵三部分功能。它负责根据主控制模块的控制信息将输入的数据进行运算，然后把得到的数据反馈给主控制模块并下发给各关节控制器。

3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的模块化机器人嵌入式多核主控制器，其特征在于：系统时钟模块负责把外部晶振产生的时钟进行处理给FPGA内部各个模块使用；看门狗及复位系统模块负责检测主控制模块是否锁死，在主控制模块出现故障的时候控制电源短暂停止向其供电，实现主控制模块的重启；JTAG接口模块在开发时实现软件系统的在线调试以及最终的程序烧入等功能；CAN总线控制模块把主控制模块传递的信息进行处理通过CAN总线传输。它实现了信息在基于FPGA的模块化机器人嵌入式多核主控制器和各个关节控制器之间的传输；存储器控制模块包括FLASH存储器、SDRAM存储器、EPCS存储器、FPGA片上存储器，其中FLASH存储器用于存储系统程序，SDRAM存储器用于程序的运行，EPCS存储器用于存储系统FPGA的配置文件，FPGA片上存储器用于存储机器人控制参数。

4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的模块化机器人嵌入式多核主控制器，其特征在于：采用uClinux操作系统作为多核主控制器的软件开发平台。