[发明专利]用于机器人的数据通信总线

说明书

公开了一种包括数据通信总线的系统，该数据通信总线包括一个或多个修改的复杂可编程逻辑器件，其中修改的复杂可编程逻辑器件适于同时以不同的通信速度传送数据帧。本发明的发展描述了使用与一个或多个与多个通信速率/速度要求相关联的异构从设备互连的一个或多个主设备，使用预定义的固件程序，使用传感器和/或致动器，使用一个或多个高速和双向串行器/解串器电路以及使用低压差分信令放大器。

技术领域

本申请涉及数字数据处理领域，并且更具体地涉及机器人中的数据通信的系统和方法。

背景技术

在当前的机器人系统中，共享相同通信总线的外围设备必须以相同的通信速率交换数据。为了具有不同的通信速率，需要不同的总线。

在机器人中实现多个通信总线可能是昂贵的并且可能导致复杂且可能不稳定的系统。

现有方法包括在机器人(无论是工业机器人还是伴侣机器人)中使用的限制。

以太网等某些组件是标准化的，但仅适用于某些类别的互连外围设备或设备。此外，以太网通常不提供用于适应可变通信速率的机制。使用PHY不适用于低端或商用设备。像CAN/flexRay这样的方法与带宽限制相关联，这使得这些解决方案不适合例如视频用途。

像EtherCAT这样的方法提供了在机器人中使用的优点和缺点。EtherCAT-(用于控制自动化技术的以太网)是基于以太网的“现场总线”系统。现场总线是用于实时分布式控制的工业计算机网络协议系列的名称，标准化为IEC 61158。复杂的自动化工业系统通常需要分布式控制系统，即控制器系统的有序层次结构。控制链的一部分是现场总线，它将PLC连接到实际工作的组件，例如传感器、致动器、电动机、控制台灯、开关、阀门和接触器。在某些情况下，这种EtherCAT方法存在局限性。

发明内容

公开了一种包括数据通信总线的系统，该数据通信总线包括一个或多个复杂可编程逻辑器件，其中复杂可编程逻辑器件适于或被配置为同时以不同通信速度传送数据帧。本发明的发展包括使用与一个或多个与多个通信速率/速度要求相关联的异构从设备互连的一个或多个主设备，使用预定义的固件程序，使用传感器和/或致动器，使用一个或多个高速和双向串行器/解串器电路以及使用低压差分信令放大器。

公开了一种包括数据通信总线的系统，该数据通信总线包括修改的复杂可编程逻辑器件CPLD，其中所述修改的CPLD适于同时以不同的通信速度传送数据帧。

在开发中，该系统还包括至少一个主设备，其与一个或多个与多个通信速率/速度要求相关联的异构从设备互连。

在开发中，主设备适于存储多个预定义的固件程序；并且其中一个或多个从设备包括适用于至少一个固件程序的非易失性存储器。

在开发中，主设备适于通过刷新它们各自的固件(或固件程序)来控制一个或多个从设备。

在开发中，主设备包括易失性存储缓冲器，到有效时钟信息的通路，用于互连微处理器μP或微控制器μC的接口，以及用于收集令牌以确定易失性存储缓冲器的读操作和/或写操作的硬件电路。

在开发中，主设备至少包括具有通信接口(以太网、EtherCAT)和闪存的微处理器。在开发中，主设备包括其他外围组件。

在开发中，该系统还包括一个或多个传感器和/或一个或多个致动器。

在开发中，修改的CPLD包括具有嵌入式逻辑和LVDS放大器的高速和双向串行器/解串器。

有利地，根据本发明的方法和系统能够或促进与不同带宽要求相关联的外围设备的共存，而不需要所述设备的上升兼容性。

有利地，本发明可以与以太网网络和/或根据这种特定以太网协议进行通信的设备耦合。