[发明专利]一种IP核、FPGA芯片、交流伺服驱动器及通讯方法

说明书

本申请涉及工业现场总线的技术领域，尤其是涉及一种IP核、FPGA芯片、交流伺服驱动器及通讯方法，所述IP核包括：CAN控制器和CANopen协议解析器；CAN控制器包括CAN接口模块、接收数据存储器以及发送数据存储器，CAN接口模块与外部的CAN收发器连接，接收数据存储器与CAN接口模块连接且用于缓存接收数据帧，所述发送数据存储器与所述CAN接口模块连接且用于缓存发送数据帧；所述CANopen通讯协议解析器包括数据处理模块、RPDO模块、SDO模块、NMT模块、SYN模块、TPDO模块及对象字典。本申请具有系统集成度高、控制灵活性强的特点，有利于保证交流伺服系统的工作可靠性。

技术领域

本申请涉及工业现场总线的技术领域，尤其是涉及一种IP核、FPGA芯片、交流伺服驱动器及通讯方法。

背景技术

CANopen是一种架构在控制局域网络（Controller Area Ntework,CAN）上的高层通信协议，包括通信子协议以及设备子协议，其协议内容完全开放，广泛应用于I/O设备、伺服驱动设备、测控仪器、可编程设备、编码器、医疗器械、电梯控制、挤压设备、市政车辆等各种工业控制行业中。利用CANopen协议集里的运动控制子协议，可以实现对变频器、伺服驱动器等工业控制设备的CANopen 通信接口开发。

具体而言，将CANopen现场总线技术集成到交流伺服系统中，可以充分利用CAN总线的物理特性以及CANopen通讯协议的开放与免费等技术优势，将伺服驱动器作为一个标准的CANopen从站设备接入CANopen网络中，利用上位控制器对从站进行状态监控与参数给定，同时使用CANopen协议中规定的协议框架和各种通讯对象实现数据通信，大大提高了通讯效率。

如图1所示，目前的交流伺服系统中，通常是通过FPGA+MCU的组合实现CANopen通讯，该种实现方式中，FPGA与MCU之间需要数据交互，设计复杂，开发周期长，可移植性差，并且该种实现方式需要占用较多资源，不能保证并行处理速度，导致影响控制的灵活性，尤其是在电机伺服控制系统中，响应慢、定位不精准、误差大，不利于确保系统的工作可靠性。对此，有待进一步的改进。

发明内容

为了在伺服控制系统中实现CANopen通讯，同时保证CANopen通讯功能的可移植性，提高伺服控制系统并行处理的能力，本申请提供一种IP核、FPGA芯片、交流伺服驱动器及通讯方法。

第一方面，本申请提供的一种IP核采用如下的技术方案：

一种IP核，应用于伺服控制系统中以实现CANopen通讯，所述IP核包括：用于实现CAN通讯的CAN控制器和用于实现CANopen通讯协议的CANopen协议解析器；

所述CAN控制器包括CAN接口模块、接收数据存储器以及发送数据存储器，所述CAN接口模块与外部的CAN收发器连接，所述接收数据存储器与所述CAN接口模块连接且用于缓存接收数据帧，所述发送数据存储器与所述CAN接口模块连接且用于缓存发送数据帧；

所述CANopen通讯协议解析器包括数据处理模块、RPDO模块、SDO模块、NMT模块、SYN模块、TPDO模块以及对象字典；

所述数据处理模块与所述接收数据存储器连接且用于识别所述接收数据存储器中缓存的接收数据帧，根据所述接收数据帧的ID确定报文类型以及节点地址，并根据确定的报文类型以及节点地址将所述接收数据帧下发给对应的所述SYN模块、NMT模块、SDO模块或者所述RPDO模块进行处理；

所述RPDO模块用于实现RPDO通讯，当所述数据处理模块接收到的数据帧的功能码为FUNCTION_CODE_RPD时，调用所述RPDO模块，所述RPDO模块解析所述接收数据帧，并将相应参数存入对象字典；