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即時控制技術滿足即時工業通信發展的需求——第3部分

本文作者:德州儀器       點擊: 2019-12-27 09:36
前言:
本系列技術文章的第1部分介紹了用於C2000™微控制器(MCU)的EtherCAT從站堆疊解決方案的市場機遇,並介紹了從站堆疊開發快速入門的三個階段指南。第2部分詳細說明了TI C2000 MCU EtherCAT實現的特點和優勢。在第3部分中,我們將詳細介紹自行開發從站節點應用程式的三個階段,並介紹TI C2000 controlSUITE™軟體中的EtherCAT包如何為每個階段提供支援。
 
鑒於EtherCAT技術和C2000 MCU運動控制應用在軟體方面有待支援,客戶也在此方面提出了請求,TI利用其嵌入式軟體發展經驗和C2000 MCU架構知識創建了一套軟體解決方案,旨在説明開發IT C2000即時控制MCU的EtherCAT從站節點。套裝軟體將幫助您:
 評估從站節點的堆疊。
 驗證自訂硬體的正確操作/連接。
 使用您的硬體和ETG分發的堆疊創建一個完整的從站節點應用程式。
 
第一步:評估C2000 EtherCAT節點(堆疊和硬體)
C2000 EtherCAT技術支持中,包含的第一個軟體解決方案旨在讓您輕鬆快速熟悉基本解決方案。利用用於EtherCAT主節點的TwinCAT Pc軟體、簡易“echoback”示例應用以及EtherCAT從站和C2000 Delfino MCU controlCARD套件,您可在幾分鐘內在工作臺上構建多節點EtherCAT網路。
 
EtherCAT “slave demo”專案是EtherCAT controlCARD的二進位映射發佈,針對包括從堆疊二進位版本在內的C28x CPU進行了優化。因此,您需要做的就是對C2000 MCU進行程式設計,並將CAT5電纜連線到EtherCAT主站——TwinCAT PC/PLC。
 

圖1:C2000 MCU開箱即用的EtherCAT從站演示和評估解決方案
 
該評估專案將幫助您回答以下問題:從外部EtherCAT控制器(ET1100)到C2000 MCU的傳輸延遲是多少?該解決方案對中央處理單元(CPU)頻寬要求是多少?硬體抽象層(HAL)和從堆疊的記憶體占用量是多少?
 
下載最新的controlSUITE軟體後,您可通過在controlSUITE開發套件專案中執行設置檔“EtherCAT_Slave_Demo_Code_v01_00_00_00_setup”來安裝演示和評估示例。
 
第二步:驗證您的EtherCAT硬體
第二種軟體解決方案讓您從基於TI controlCARD工具,轉變為説明您自行開發硬體。EtherCAT社區將可程式設計控制器的介面稱為處理器資料介面(PDI)。您可在適用於高性能MCU的EtherCAT介面參考設計找到並行PDI,“ASYNC16”(C2000 MCU外部記憶體介面[EMIF])和串列PDI(C2000 MCU串列外設介面[SPI])的參考硬體設計。該軟體專案將説明您驗證“從MCU到線路”構建的硬體介面是否正確。
由於硬體抽象層(HAL)測試應用程式(參見圖2)可與TwinCAT主節點通信,因此該軟體專案可説明您驗證EtherCAT控制器(例如ET1100)的物理PDI介面(EMIF和SPI埠),以及實體層(PHY)和乙太網是否都已正確連接。
 
這種情況下,您無需EtherCAT從站堆疊來驗證硬體連接。與第一步中有所不同,HAL測試項目可用作原始程式碼,以幫助驗證或使C2000 MCU適用於EtherCAT控制器的其他物理介面。
 

圖2:C2000 MCU HAL測試應用程式
 
第三步:自行創建EtherCAT從站節點解決方案
最後,如設計人員需要將經驗證的硬體與EtherCAT堆疊集成時,EtherCAT應用參考項目提供了一個逐步講解的示例。該項目包含構建示例EtherCAT從站節點(初始化、HAL、echoback應用程式)所需的原始程式碼。EtherCAT從站堆疊本身除外,您必須通過EtherCAT技術組獲得從站堆疊。它作為從站堆疊配置(SSC)工具的一部分進行分發。
 

圖3:C2000 MCU本機EtherCAT從站堆疊參考開發框架
 
如果您的配置工具版本不支援C2000 MCU,那麼controlSUITE專案會包含一個補丁,可在下拉處理器選擇對話方塊中為您提供C2000 MCU(以及ASYNC16和SPI PDI選項)。有關如何使用SSC插入代碼的詳細資訊,請參閱“EtherCAT解決方案參考指南”。
 
現有兩種專案配置可供選擇:
 在代碼更改頻繁的專案初始階段,基於隨機存取記憶體(RAM)的項目通常很有用(程式設計快閃記憶體花費的時間較少)。
 當代碼更加成熟並準備好通過目標C2000 MCU的電源迴圈進行測試時,基於快閃記憶體的項目通常很有用。
通過在ControlSUITE軟體中發佈EtherCAT Slave和C2000 Delfino™MCU controlCARD套件以及EtherCAT解決方案參考,您可快速啟動開發直接在C2000 MCU上運行的EtherCAT從站堆疊。
 
其它資源
 下載EtherCATcontrolSUITE軟體專案和設計檔。
 購買C2000 EtherCAT controlCARD。
 下載“用於高性能C2000 MCU的EtherCAT介面使用者指南。”
 如需瞭解TI用於C2000微控制器的EtherCAT從站節點解決方案的更多資訊,請查看:
 DesignDRIVE培訓門戶網站:
 DesignDRIVE應用程式門戶網站。
 

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