另一方面，網(wǎng)絡 IP 核也是兩個系統(tǒng)版本的不同之處。對于 CAN 版設計，我們選擇標準的 LogiCORETM IP XPS 控制器區(qū)域網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡隨同 ISE 12.1 設計套件提供，并由博世公司許可。對于 EtherCAT 版設計，我們使用倍福公司針對賽靈思 FPGA 開發(fā)的 EtherCAT 從控制器IP核 （www.beckhoff.com）。兩種 IP 核在 XPS 工具的 IP 目錄標簽上都有提供，使設計的集成和配置工作異常簡單明了。在本案例中，我們沒有使用簡單的驅(qū)動程序來提供對網(wǎng)絡 IP 核的訪問，我們使用了Port 公司 （www.port.de） 提供的 CANopen 和 EtherCAT 協(xié)議棧解決方案。該解決方案提供了功能齊全的開箱即用型協(xié)議實施方案。

　　最終，我們設計出了一種定制嵌入式軟件應用，可以在運行于 MicroBlaze 處理器系統(tǒng)的 Micrium（www.micrium.com）μC/OS-II 上運行。μC/OS-II 是一種嵌入式操作系統(tǒng)，可增強原型系統(tǒng)的實時功能，并提供多任務、消息隊列和信號量等功能。

　　我們還意識到，應該讓應用的結(jié)構(gòu)能夠適用于多種不同的網(wǎng)絡接口。為此，我們設計了一個接口抽象層，可以讓我們封裝通信和軟件的電機控制組件。

　　在這個接口的一側(cè)（圖 4），我們實現(xiàn)了一個網(wǎng)絡模塊（Port 公司的 CANopen 或 EtherCAT），用以管理系統(tǒng)中可用網(wǎng)絡 IP 核的通信。這些模塊可以無縫地插入我們的接口抽象層上。在這些協(xié)議棧的頂層，我們把通信和控制數(shù)據(jù)（比如 PDO、SDO 和 NMT 狀態(tài)交易）傳輸?shù)匠橄髮又校缓蟪橄髮訉?shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)譯并以諸如啟動/停止、以特定速率旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)到特定位置之類的命令提交給電機控制應用。

圖4：接口抽象層

　　為了為接口抽象層確定一組通用信息和命令，我們研究了工業(yè)網(wǎng)絡領(lǐng)域現(xiàn)有的專著，研讀了 IEC 61800-7 標準。對現(xiàn)有的現(xiàn)場總線技術(shù)，有幾種用于標準化與驅(qū)動設備通信的方案（比如 CANopen 使用的 CiA-402、Profinet 使用的 PROFIdrive）。IEC 68000-7 標準提出了驅(qū)動器的通用表達，并計劃提供這種通用表達與現(xiàn)有驅(qū)動器特性之間的一組映射。

　　IEC 68000-7 標準提出的概念為我們開發(fā)接口抽象層奠定了基礎，使我們能夠?qū)ο到y(tǒng)的網(wǎng)絡組件進行封裝。我們因此可以更改系統(tǒng)中的網(wǎng)絡接口，而這只需要對軟件稍加定制修改，就可以讓其與現(xiàn)有的電機控制應用兼容。

　　4 展望未來

　　這款智能驅(qū)動控制系統(tǒng)原型的成功交付清晰地展現(xiàn)了 FPGA 在工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡、現(xiàn)場總線和電機控制領(lǐng)域的發(fā)展?jié)摿Αｋm然要開發(fā)出功能齊全的產(chǎn)品還有一些工作要做，但賽靈思設計服務部已為客戶量身定制了一款目標設計平臺，并通過性能增強，打造出了一款能夠顯著降低最終工程產(chǎn)品的開發(fā)工作量與風險的定制解決方案。