基于VME自定义总线的多运动控制卡实时同步读取光栅尺数据的方法，属于运动控制的信号采集与数据通信技术领域。为了解决多运动控制卡同时读取光栅尺数据时，存在竞争冒险、相互干扰和实时同步性能差的问题。方法包括：单一运动控制卡输出同步时钟信号，当VME自定义总线产生的读信号为低电平，发送所需光栅尺数据的地址，并通过VME自定义总线接收相应地址发送的光栅尺数据的步骤；其他运动控制卡读取同步时钟信号，当同步时钟信号为上升沿，获取所需光栅尺数据的地址，且与单一运动控制卡同步接收相应地址发送的光栅尺数据的步骤；当VME自定义总线接收到时钟信号时，生成采样保持信号、读取信号和地址信号的步骤。它用于控制多运动控制卡实时同步读取光栅尺数据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高精度运动控制的信号采集与数据通信
技术介绍
双工件台扫描光刻机是对实时性要求极高的位置伺服控制系统，其要求在200μs周期内完成扫描、曝光、光刻等所有的操作。VME总线由Versa总线的电气标准和Eurocard标准的机械架构两部分构成，是一种异步传输总线，广泛用于工控机与各板卡的通信。现有多块运动控制卡通过VME自定义总线与光栅译码卡通信时，存在竞争冒险，相互干扰以及实时同步性能差的问题。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决现有多运动控制卡在同时读取光栅尺数据时，存在竞争冒险，相互干扰以及实时同步性能差的问题，本专利技术提供一种基于VME自定义总线的多运动控制卡实时同步读取光栅尺数据的方法。本专利技术的基于VME自定义总线的多运动控制卡实时同步读取光栅尺数据的方法，所述方法是基于多个运动控制卡和VME自定义总线实现的，每个运动控制卡通过VME P2/J2模块与VME自定义总线相互通讯，所述方法包括如下步骤：单一运动控制卡向其他运动控制卡及VME自定义总线输出同步时钟信号，当检测到VME自定义总线产生的读信号为低电平时，向其他运动控制卡及VME自定义总线发送所需光栅尺数据的地址，并通过VME自定义总线接收相应地址发送的光栅尺数据的步骤；其他运动控制卡读取同步时钟信号，且当判断同步时钟信号为上升沿时，获取单一运动控制卡所需光栅尺数据的地址，且与单一运动控制卡同步接收相应地址发送的光栅尺数据的步骤；当VME自定义总线接收到单一运动控制卡发送的时钟信号时，生成采样保持信号、读取信号和地址信号，根据所需光栅尺数据的地址，传输光栅译码卡的光栅尺数据的步骤。所述单一运动控制卡包括DSP模块、FPGA模块、电平转换CPLD模块和VME P2/J2模块；DSP模块，用于通过EMIF读取FPGA模块内的光栅尺数据；FPGA模块，用于向其他运动控制卡及VME自定义总线输出同步时钟信号，当检测到VME自定义总线产生的读信号为低电平时，向其他运动控制卡及VME自定义总线发送所需光栅尺数据的地址，并通过VME自定义总线接收相应地址发送的光栅尺数据；电平转换CPLD模块，用于完成FPGA模块到VME P2/J2模块的电平转换；VME P2/J2模块，用于运动控制卡与VME自定义总线建立通讯。所述FPGA模块内嵌入逻辑时序，所述逻辑时序采用状态机实现，所述状态机包括S0状态-S12状态；S0状态，空闲态，当检测到每200μs的脉冲，进入S1状态；S1状态，延时T1，等待光栅译码卡锁数完成，进入S2状态；S2状态，将所需一路光栅尺数据的地址送给光栅译码卡，延时T2，进入S3状态；S3状态，将光栅尺数据锁存，延时T3，等待锁存完成，进入S4状态；S4状态，进入S5状态，；S5状态，，判断光栅尺数据是否读取完成，若完成，进入S11状态，否则，进入S6状态；S6状态，进入S7状态；S7状态，延时T1，等待光栅译码卡锁数完成，进入S8状态；S8状态，将另一路所需光栅尺数据的地址送给光栅译码卡，延时T2，进入S9状态；S9状态，将光栅尺数据锁存，延时T3，等待锁存完成，进入S10状态；S10状态，进入S5状态，；S11状态，进入S12状态；S12状态，发出读取完成脉冲，进入S0状态。T1为20ns，T2为30ns，T3为30ns。本专利技术的有益效果在于，本专利技术是在单一运动控制卡通过VME自定义总线与光栅译码卡进行通信的基础上实现的，单一运动控制卡充当VME自定义总线控制器的角色，提供数据接收地址和同步时钟给VME自定义总线，并且将VME自定义总线设置成数据广播的方式。而其他运动控制卡不再提供时钟给VME自定义总线，也不再提供接收地址，充当总线设备的角色，实时读取单一运动控制卡提供给VME自定义总线的同步时钟，当读取到同步时钟时，其他运动控制卡再从VME自定义总线上获取相应于单一运动控制卡的总线接收地址，从这个地址上，同步读取光栅尺的数据，解决了多运动控制卡在同时读取光栅尺数据时竞争冒险，相互干扰以及实时同步性能差的问题。附图说明图1为具体实施方式一中采用三块运动控制卡进行实时同步读取光栅尺数据的原理示意图。图2为具体实施方式二中单一运动控制卡的原理示意图。图3为具体实施方式三中的状态机的原理示意图。图4为本专利技术运动控制卡与光栅译码卡通信的原理示意图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的基于VME自定义总线的多运动控制卡实时同步读取光栅尺数据的方法，所述方法是基于多个运动控制卡和VME自定义总线实现的，每个运动控制卡通过VME P2/J2模块与VME自定义总线相互通讯，所述方法包括如下步骤：单一运动控制卡向其他运动控制卡及VME自定义总线输出同步时钟信号，当检测到VME自定义总线产生的读信号为低电平时，向其他运动控制卡及VME自定义总线发送所需光栅尺数据的地址，并通过VME自定义总线接收相应地址发送的光栅尺数据的步骤；其他运动控制卡读取同步时钟信号，且当判断同步时钟信号为上升沿时，获取单一运动控制卡所需光栅尺数据的地址，且与单一运动控制卡同步接收相应地址发送的光栅尺数据的步骤；当VME自定义总线接收到单一运动控制卡发送的时钟信号时，生成采样保持信号、读取信号和地址信号，根据所需光栅尺数据的地址，传输光栅译码卡的光栅尺数据的步骤。在单一运动控制卡与光栅译码卡通信的基础上，实现多块运动控制卡与光栅译码卡的同步通信，双工件台系统共需要11块运动控制卡同时工作，本实施方式以3块为例进行说明；实验表明，将三块运动控制卡做相同的处理，三块运动控制卡的光栅尺读数相互干扰，而且与实际值差别很大。从逻辑上分析来看，当三块运动控制卡同时提供时钟给总线时，假如三个时钟稍有不同步，就会造成整个系统时序的紊乱，造成光栅读数的错乱；而且即使三个时钟很好地满足了同步，运动控制卡通过自身所需的地址的识别在读信号低电平时获取相应的光栅尺的信号时，很容易发生争抢，即同一时刻，VME自定义总线到底应该将光栅尺的数据传输给哪个地址，哪个运动控制卡。因此，为了规避这两个问题，本实施方式，在单一运动控制卡的基础上，作出了修改；三块运动控制卡分别命名为HOST、SLAVE1、SLAVE2，如图1所示，其中HOST按照单一运动控制卡的原则，进行设置，并且HOST充当VME自定义总线的控制器的角色，提供数据接收地址和同步时本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于VME自定义总线的多运动控制卡实时同步读取光栅尺数据的方法，其特征在于，所述方法是基于多个运动控制卡和VME自定义总线实现的，每个运动控制卡通过VME P2/J2模块与VME自定义总线相互通讯，所述方法包括如下步骤：单一运动控制卡向其他运动控制卡及VME自定义总线输出同步时钟信号，当检测到VME自定义总线产生的读信号为低电平时，向其他运动控制卡及VME自定义总线发送所需光栅尺数据的地址，并通过VME自定义总线接收相应地址发送的光栅尺数据的步骤；其他运动控制卡读取同步时钟信号，且当判断同步时钟信号为上升沿时，获取单一运动控制卡所需光栅尺数据的地址，且与单一运动控制卡同步接收相应地址发送的光栅尺数据的步骤；当VME自定义总线接收到单一运动控制卡发送的时钟信号时，生成采样保持信号、读取信号和地址信号，根据所需光栅尺数据的地址，传输光栅译码卡的光栅尺数据的步骤。
【技术特征摘要】
1.基于VME自定义总线的多运动控制卡实时同步读取光栅尺数据的方法，其特征在
于，所述方法是基于多个运动控制卡和VME自定义总线实现的，每个运动控制卡通过VME
P2/J2模块与VME自定义总线相互通讯，所述方法包括如下步骤：
单一运动控制卡向其他运动控制卡及VME自定义总线输出同步时钟信号，当检测到
VME自定义总线产生的读信号为低电平时，向其他运动控制卡及VME自定义总线发送所需
光栅尺数据的地址，并通过VME自定义总线接收相应地址发送的光栅尺数据的步骤；
其他运动控制卡读取同步时钟信号，且当判断同步时钟信号为上升沿时，获取单一运
动控制卡所需光栅尺数据的地址，且与单一运动控制卡同步接收相应地址发送的光栅尺数
据的步骤；
当VME自定义总线接收到单一运动控制卡发送的时钟信号时，生成采样保持信号、读
取信号和地址信号，根据所需光栅尺数据的地址，传输光栅译码卡的光栅尺数据的步骤。
2.根据权利要求1所述的基于VME自定义总线的多运动控制卡实时同步读取光栅尺
数据的方法，其特征在于，所述单一运动控制卡包括DSP模块、FPGA模块、电平转换CPLD
模块和VME P2/J2模块；
DSP模块，用于通过EMIF读取FPGA模块内的光栅尺数据；
FPGA模块，用于向其他运动控制卡及VME自定义总线输出同步时钟信号，当检测到
VME自定义总线产生的读信号为低电平时，向其他运动控制卡及VME自定义总线发送所需
光栅尺数据的地址，并通过VME自定义总线接收相应地址发...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈兴林，魏凯，宋法质，范文超，徐加彦，刘法志，刘杨，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。