SMP860：基于FPGA+ARM的独立运动控制平台 **一个完善的高性能嵌入式运动控制方案** <center><img src=//www.unitedbga.com/forum/pic/504407_1.jpg ></center> 目前，运动控制技术已经由面向传统专用的数控加工行业技术而发展为具有开放结构、能结合具体应用要求而快速重组的先进运动控制技术，并成为推动新的产业革命的关键技术。而运动控制器已经从以单片机或微处理器作为核心的运动控制器发展到了以专用芯片（ASIC）作为核心处理器的运动控制器，和以DSP 或FPGA 作为核心处理器的开放式运动控制器。结合PC的应用软件、总线技术以及嵌入式系统技术，运动控制作为自动化技术的一个重要分支，已经得到越发广泛而又重要的应用。 在国内，运动控制的核心技术还停留在非常落后的状态，大多方案是利用MCU或MCU+CPLD展开的，低性能。而高性能方案或产品基本都是直接购买国外系统集成的产品/设备和国外高价的控制卡/控制器，或者采用国外的高价的高性能专用芯片自己来做简单的组合性的开发生产。 深圳市斯迈迪科技发展有限公司于2004年底在国内首推出基于FPGA的高性能运动控制芯片方案——SM5000系列。它的出现填补了国内空白，并达到了国际先进水平。 FPGA运动控制芯片SM5004（4轴）的介绍 (功能/性能/编程应用完全兼容MCX312、MCX314/AS) SM5000是可以控制2-6轴(多轴以上及个性化功能可以定制）的高性能运动控制FPGA系列芯片方案，也是SOPC方案。适用于脉冲序列输入的伺服马达、步进马达。可以进行各轴独立的定位控制、速度控制，亦可在多轴轴中任意的选择2轴、3轴、4轴(或更多轴)来进行圆弧、直线、位方式插补。它具有以下性能特点（SM5004为例）： ◆ 硬件可编程特点（SOPC） ◆ 速度控制 ◆ 位置控制 ◆ 非对称T型加/减速驱动 ◆ S-曲线加/减速驱动 ◆ 固定线速度控制 ◆ 2轴/3轴/4轴直线插补 ◆ 2轴/3轴/4轴位模式插补 ◆ 圆弧插补 ◆ 连续插补 ◆ 多段数据预处理 ◆ 中断发生功能 ◆ 通用输入/输出信号 ◆ 比较寄存器和软件限制功能 ◆ 搜寻原位输入 ◆ 接收伺服马达各种信号 ◆ 实时监控功能 ◆ 由外部信号控制驱动 ◆ 8/16/32位数据总线 ◆ 驱动脉冲频率高达5MPPS ◆ 插补精度高达±0.5LSB ◆ 单次输出脉冲数范围高达2G 正是上述这些功能满足了多数现代运动控制系统中对高速、高精度、多功能的追求。SM5000系列的特点可以实现运动控制中包含点位运动控制、连续轨迹运动控制、同步运动控制的绝大多数产品的应用。而目前Altera和Xilinx高性价比的FPGA产品则尤为适合SM5000的实现。 以下是SM5000系列的功能框图： <center><img src=//www.unitedbga.com/forum/pic/504407_2.jpg ></center> 同时，SM5000系列的技术特点使得它比以单片机核心的运动控制方案的性能要远远超出；比以高性能专用芯片（ASIC）作为核心的运动控制方案要方便灵活，并具有方案的硬件可重塑性；比以DSP作为核心处理器的运动控制方案性能更稳定，又更方便于客户的应用开发，并且成本要低。 电子工程专辑对SM5000的新闻报道： http://www.eetchina.com/ART_8800370043_865371.HTM.7f19d705 SM5000的用户手册： http://www.smarteer.com/doc/sm5004_manual.rar http://www.smarteer.com/doc/sm5002_manual.rar I、SMP860运动控制平台的介绍 SMP860是一款基于SM5004（上述由我司研发的高性能运动控制FPGA芯片）+ARM的运动控制平台。她不但应用了SM5004一切特性，而且还是基于ARM的嵌入式方案，提供了板栽存储器件、串口、USB口、鼠标/键盘接口、LCD接口，支持UC/OS、UCLINUX。客户利用她二次开发既可以形成独立平台的数控方案，也可以通过USB等接口结合PC应用。 这既是一款开发平台，又是一个独立产品方案。我们向客户提供SMP860的完整原理图、以及基于ARM底层对SM5004的全部驱动函数库的源程序，还有uCOS的源程序，以及板上所有接口驱动函数的源程序。实质上，客户得到SMP860板就同时得到一个基于FPGA(MCX314的兼容替代品)+ARM的运动控制方案！ <center><img src=//www.unitedbga.com/forum/pic/504407_3.jpg ></center> 随着运动控制系统对独立性、灵活性、可靠性以及低成本的要求，嵌入式系统方案将得到更多的青睐。客户利用它二次开发后，既可以形成独立平台的数控方案，也可以替代现在的PC BASED的工控机等相关自控产品方案。同时，也可以结合PC应用。 SMP860的用户手册： http://www.smarteer.com/doc/smp860_manual.rar II、SMP860运动控制平台的资源 硬件资源： 1、SM5004 FPGA运动控制芯片； 2、SM5004 FPGA运动控制芯片的配套芯片：SMC504； 3、ARM CPU：为S3C44B0X（指令缓存8K字节）； 4、Flash：为SST39VF320（4M字节）； 5、NAND Flash：为K9F5608U0A（32M字节）可以兼容容量更大的NAND Flash； 6、USB接口：芯片为PDIUSBD12，支持USB1.1规范； 7、LCD接口：支持 4位和8位数据总线，最大支持256色640×480 STN液晶模块； 8、COM接口：两路标准三线RS232接口； 9、鼠标键盘接口：一个标准PS/2接口； 10、JTAG接口：两个10芯JTAG接口（FPGA和ARM各一个）； 11、脉冲方向差动输出驱动； 12、输入输出接口可用户功能扩展。 软件资源： 1、ARM对SM5004的运动控制函数库源代码； 2、各类驱动函数：LCD的驱动，USB驱动、等； 3、文件系统的移植； 4、操作系统：uCOS－II V2.76的移植； 5、图形界面：带汉字库的GUI的移植。 6、SMP860的上位PC机测试软件（程序），通过串口连接。 III、标配硬件： 1、SMP860运动控制平台板 2、交叉RS232串口线（1根）-----------------------用于SMP860板和PC机的通讯； 3、Wiggler板，兼容JTAG仿真器（1个）--------支持IAR、SDT2.51对SMP860板进行调试和目标代码下载； 4、10芯排线（1根）-----------------------------------用于连接JTAG小板和SMP860板； 5、USB连接线（1根）--------------------------------用于USB数据通讯，并兼作系统的电源； 6、37DB电缆一根---------------------------------------脉冲、方向、编码信号的连接电缆； 7、使用说明光盘1张 IV、光盘资料清单： 使用说明书 1、SMP860运动控制平台操作简易流程 器件手册： 1、SM5004、44BOX、SST39VF160等板上的芯片器件 开发工具： 1、SMP860的上位PC机测试程序2.0版 2、Fluted烧写程序（for windows XP/2000/NT/98） 3、ADS1.2、SDT2.51 4、FlashP3.1flash烧写程序 **以上软件，均为赠送品，非商品** 图纸： 1、SMP860运动控制平台完整原理图 软件代码： 1、ARM对SM5004的运动控制函数库； 2、UCOS2.76、文件系统 3、LCD显示及演示程序； 4、USB、NANDFlash—U盘演示程序； 5、图形界面：带汉字库的GUI的演示程序； 6、UCLINUX； V、应用范围: 多轴雕铣系统/机器人系统/空间座标测量系统 基于PC的数控系统/独立的数控系统、工控机 塑胶、木工、五金、首饰加工、焊接、点胶、电子、轻纺、钣金等各行各业 全国统一售价：2800元/套 联系电话：0755-26506310 技术支持：0755-26506312