MCF40A0110-5A3-400編碼器總線的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)發(fā)展，SOC片上系統(tǒng)逐漸普及，MCF40A0110-5A3-?400控制系統(tǒng)全數(shù)字化已成該領(lǐng)域的發(fā)展方向和研究熱點(diǎn)。編碼器也在向數(shù)字化發(fā)展，從而帶來(lái)傳式編碼器和相關(guān)通信總線的技術(shù)進(jìn)步。由于編碼器在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域應(yīng)用zui多，編碼器總線要滿(mǎn)足運(yùn)動(dòng)控制器對(duì)精度、分辨率、響應(yīng)速度的要求，應(yīng)包括如下幾個(gè)特征：

1、高速通信

2、時(shí)延固定

3、數(shù)據(jù)診斷

4、雙向通信

5、低成本

MCF40A0110-5A3-?400高速通信有助于提高響應(yīng)速度；編碼器的精度和分辨率決定了控制系統(tǒng)的精度，時(shí)延是影響編碼器精度的重要因素。運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)出“讀指令”的時(shí)刻到編碼器開(kāi)始采樣這段時(shí)間理想情況下應(yīng)是是固定的。這個(gè)時(shí)延越小，編碼器的編碼值的物理意義越準(zhǔn)確。從而有利于伺服控制器的算法調(diào)節(jié)。

試想利用CAN總線實(shí)現(xiàn)編碼器通信的情況。首先，伺服控制器發(fā)出一個(gè)CAN通信幀；然后，編碼器從CAN通信幀提取出“讀指令”；zui后，編碼器進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，并回傳數(shù)據(jù)。這樣的采樣滯后是多長(zhǎng)時(shí)間，時(shí)長(zhǎng)是固定的么？作為對(duì)比，BiSS在MA（MA是主機(jī)發(fā)出的時(shí)鐘）的*上升沿采樣數(shù)據(jù)，理論上是沒(méi)有延遲的。

可以說(shuō)，通用現(xiàn)場(chǎng)總線目前還不適合高速編碼器通信。專(zhuān)門(mén)用于高速數(shù)據(jù)通信的傳感器總線大都是編碼器廠商開(kāi)發(fā)，有很強(qiáng)的封閉性。比較有代表性的總線通信協(xié)議有EnDat2.2、Hiperface、SSI、NRZ等等。BiSS是通用協(xié)議且協(xié)議開(kāi)放。BiSS通信協(xié)議目前的版本是BISS-C，應(yīng)用BISS無(wú)需任何許可費(fèi)用，BiSS協(xié)會(huì)會(huì)員還可以申請(qǐng)獲得免費(fèi)的IP核源代碼和相關(guān)，維持BiSS協(xié)會(huì)會(huì)員資格無(wú)需繳納任何費(fèi)用，申請(qǐng)入會(huì)也是免費(fèi)的

MCF40A0110-5A3-?400通信協(xié)議的關(guān)鍵技術(shù)特征

1、二線串行同步數(shù)據(jù)總線，采用RS422接口，波特率達(dá)到10Mbit/s；采用LVDS接口，波特率>10Mbit/s，這反映了BiSS有高的響應(yīng)速度；

2、通信效率高，每10uS傳輸超過(guò)64個(gè)比特，有效負(fù)載率大于80%。這反映出BiSS能承載高分辨率編碼器數(shù)據(jù)；

3、MCF40A0110-5A3-?400線路時(shí)分復(fù)用，包括每個(gè)通信周期傳輸一幀的數(shù)據(jù)通信信道和傳輸一個(gè)幀位的寄存器通信信道。其中，寄存器通信和數(shù)據(jù)通信*獨(dú)立，互不干涉。對(duì)于不需要寄存器通信的應(yīng)用場(chǎng)合，可以使用BiSS-CUnidirectional版本。這個(gè)版本的協(xié)議沒(méi)有寄存器通信。

這反映了采用BiSS的控制系統(tǒng)有更好的穩(wěn)定性和便利性。

4、MCF40A0110-5A3-?400多種安全機(jī)制確保數(shù)據(jù)可靠，BiSS的延遲補(bǔ)償技術(shù)能補(bǔ)償傳輸線帶來(lái)的信號(hào)延遲，采用兩組CRC生成多項(xiàng)式分別對(duì)傳感器數(shù)據(jù)與寄存器數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。BiSS協(xié)議幀還包括一位報(bào)警位和一位錯(cuò)誤位，CRC生成多項(xiàng)式可自定義。6位CRC能滿(mǎn)足大多數(shù)應(yīng)用，對(duì)于高安全場(chǎng)合（例如需要滿(mǎn)足歐洲安全標(biāo)準(zhǔn)的場(chǎng)合），BiSS可以使用16位CRC。

這反映了BiSS傳輸更可靠，采用BiSS的控制系統(tǒng)更可靠。

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