基于数据总线的分布式运动控制系统的时钟同步校准方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于数据总线的分布式运动控制系统的时钟同步校准方法，包括如下步骤：1)按照预设的伺服周期，在每个伺服周期开始阶段，总线控制卡产生地址序列，其中，地址序列的第一个地址为特殊地址；2)运动控制卡接收地址序列，然后将其中的地址信号与存有的数据进行比对，当进行比对的地址信号与特殊地址匹配单元存有的数据相同时，对应的运动控制卡发出一个中断信号，从而开始新的伺服周期的计算，否则，继续当前的伺服周期计算。本发明专利技术的方法提高了运动控制系统的性能稳定性，系统内所有板卡能够在每个伺服周期开始时进行自动校准，可以保证各块单独的运动控制卡能够长时间与整系统保持时钟一致性和各块运动控制卡的运行同步性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，包括如下步骤：1)按照预设的伺服周期，在每个伺服周期开始阶段，总线控制卡产生地址序列，其中，地址序列的第一个地址为特殊地址；2)运动控制卡接收地址序列，然后将其中的地址信号与存有的数据进行比对，当进行比对的地址信号与特殊地址匹配单元存有的数据相同时，对应的运动控制卡发出一个中断信号，从而开始新的伺服周期的计算，否则，继续当前的伺服周期计算。本专利技术的方法提高了运动控制系统的性能稳定性，系统内所有板卡能够在每个伺服周期开始时进行自动校准，可以保证各块单独的运动控制卡能够长时间与整系统保持时钟一致性和各块运动控制卡的运行同步性。【专利说明】
本专利技术涉及一种时钟同步校准方法，更具体地，涉及一种基于数据总线的分布式 运动控制系统的时钟同步校准方法。
技术介绍
对于大型制造装备的运动控制系统，往往需要对十几甚至几十根轴进行多轴控 制，多轴控制需要有多个运动控制卡进行运动信号处理，每块运动控制卡有着单独的处理 器（CPU)，也就是说，可以将大型制造装备的运动控制系统视为一个由多个独立子系统组合 而成的整系统。 这些控制卡挂接于诸如VME底板上。VME (VersaModule Eurocard)总线是一种通 用的计算机总线，结合了 Motorola公司Versa总线的电气标准和在欧洲建立的Eurocard 标准的机械形状因子，是一种开放式架构。它定义了一个在紧密耦合（closely coupled) 硬件构架中可进行互连数据处理、数据存储和连接外围控制器件的系统。VME的P1 口为标 准口，P2 口可供用户自定义开发协议。P2 口自定义有地址线，数据线以及使能线来控制数 据在板卡间交互。P2总线为一块总线控制卡进行控制，总线控制卡根据设定好的排布，依次 发送地址序列至P2 口地址总线，各板卡根据接收到的地址进行数据发送（接收）来进行系 统内各板卡间数据交互。 整机工作中，系统内各单独子系统需精密同步运行，即各块处理器（CPU)伺服周 期开始时间需要严格一致，然而，由于各块运动控制卡内的时钟系统是相互独立的，导致各 子系统处在不同的时钟域，而这些频率近似相等的时钟系统晶振存在相位偏差及频率的微 小差异，在长时间的工作过程中，时钟系统内晶振频率微小差异会随时间的累积且造成子 系统之间伺服周期开始时刻存在差异，从而造成系统同步性遭破坏。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，旨在提供一种基于数据总线的分布式运动控制系统 的时钟同步校准方法，通过系统主控制卡内的基准时钟对子系统时钟实时修正、实现多处 理器控制系统在长时间运行过程中各子系统时钟能够实时同步，保证系统长时间运行时伺 服周期开始时刻一致性，以保证整机系统在长时间运行过程中各块运动控制卡伺服周期开 始时间与总线控制卡保持一致和同步，从而解决现有技术中安装有多块运动控制卡的系统 在运行过程中同步性失效问题。 为实现上述目的，本专利技术公开了一种基于数据总线的分布式运动控制系统的时钟 同步校准方法，所述分布式运动控制系统包括总线控制卡、一个以上的运动控制卡，数据总 线板和设置在数据总线板上的数据总线，所述数据总线板与总线控制卡以及一个以上的运 动控制卡通过数据总线相连； 所述一个以上的运动控制卡均设置有特殊地址匹配单元，所述特殊地址匹配单元 存有与特殊地址相同的数据； 所述时钟同步校准方法包括如下步骤： 1)按照预设的伺服周期，在每个伺服周期开始阶段，总线控制卡产生地址序列，其 中，地址序列的第一个地址为特殊地址； 2)所述一个以上的运动控制卡通过数据总线接收总线控制卡产生的地址序列，然 后将地址序列中的地址信号与特殊地址匹配单元存有的数据进行比对，当进行比对的地址 信号与特殊地址匹配单元存有的数据相同时，所述一个以上的运动控制卡发出一个中断信 号，从而开始新的伺服周期的计算，否则，继续当前的伺服周期计算。 作为本专利技术的进一步优选方案，所述数据总线为VME - P2总线，以及所述数据总 线板VME底板。 作为本专利技术的进一步优选方案，所述VME - P2总线的P2接口包括地址线，数据线 以及使能线，用于实现数据在VME底板与一个以上的运动控制卡以及总线控制卡之间的数 据交互。 作为本专利技术的进一步优选方案，所述总线控制卡为系统主控卡，用于控制数据在 VME - P2总线上的调度，总线控制卡中设置有P2总线主控制器，P2总线主控制器与VME底 板通过VME - P2总线相连。 作为本专利技术的进一步优选方案，所述一个以上运动控制卡均设置有一个P2总线 从控制器，以及一个数字信号处理器，所述P2总线从控制器与数字信号处理器相连，P2总 线从控制器与VME底板通过VME - P2总线相连。 作为本专利技术的进一步优选方案，所述P2总线从控制器包括所述特殊地址匹配单 J Li 〇 作为本专利技术的进一步优选方案，所述步骤2)具体为： 所述一个以上的运动控制卡通过数据总线接收总线控制卡产生的地址序列，然后 将地址序列中的地址信号与特殊地址匹配单元存有的数据进行比对，当进行比对的地址信 号与特殊地址匹配单元存有的数据相同时，即接收到与特殊地址匹配单元中存储的数据相 匹配的特殊地址后，所述一个以上的运动控制卡中的特殊地址匹配单元发出一个INT取整 函数类型的中断信号给数字信号处理器，从而开始新的伺服周期的计算，否则，继续当前的 伺服周期计算。 按照本专利技术提出的，具 有如下技术效果： 保证了系统内所有子板卡长时间运行时伺服周期开始的一致性及同步性，提高了 运动控制系统的性能稳定性，通过该机制，系统内所有板卡能够在每个伺服周期开始时进 行自动校准，保证各块单独的运动控制卡能够长时间与整系统保持时钟一致性，保持系统 内各块运动控制卡的运行同步性，因此，该方法适用于在对伺服周期有较高要求的多运动 控制卡系统。 【专利附图】【附图说明】 图1为按照本专利技术实施例的基于VME-P2总线的分布式运动控制系统的框架结构 图； 图2是为按照本专利技术实施例的总线控制卡内的P2总线控制器按照伺服周期顺序 轮询发送地址序列的示意图； 图3是为按照本专利技术实施例的运动控制卡内的P2总线从控制器的特殊地址匹配 单元的框架结构示意图； 图4是为按照本专利技术实施例的多个运动控制卡根据总线控制卡产生的地址序列 中的特殊地址信号后通过发出中断信号开始新的伺服周期的示意图。 【具体实施方式】 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不 用于限定本专利技术。 图1为按照本专利技术实施例的基于VME-P2总线的分布式运动控制系统的框架结构 图。 如图1所示，所述基于VME - P2总线的分布式运动控制系统，包括一个总线控制 卡和多个运动控制卡，所述总线控制卡为整系统主控卡，用于控制数据在VME - P2总线上 的调度，总线控制卡中设置有P2总线主控制器。所述运动控制卡设置有一个P2总线从控 制器或者SDB从控制器，以及一个DSP，其中，SDB中文表述为系统数据线，DSP是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于数据总线的分布式运动控制系统的时钟同步校准方法，其中，所述分布式运动控制系统包括总线控制卡、一个以上的运动控制卡、数据总线板和设置在所述数据总线板上的数据总线，所述数据总线板与总线控制卡以及运动控制卡通过数据总线相连；所述运动控制卡均设置有特殊地址匹配单元，该特殊地址匹配单元存有与特殊地址相同的数据；其特征在于，所述时钟同步校准方法包括如下步骤：1)按照预设的伺服周期，在每个伺服周期开始阶段，所述总线控制卡产生地址序列，其中，地址序列的第一个地址为特殊地址；2)所述运动控制卡通过数据总线接收总线控制卡产生的地址序列，然后将地址序列中的地址信号与其中的特殊地址匹配单元存有的数据进行比对，当进行比对的地址信号与特殊地址匹配单元存有的数据相同时，所述对应的运动控制卡发出一个中断信号，从而开始新的伺服周期的计算，否则，继续当前的伺服周期计算。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周柔刚，周云飞，涂骁，刘广斗，严思杰，汪松，纪善昌，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42