一种针对编码器信号处理的CRC安全校验码的计算方法技术

本发明专利技术公开了一种针对编码器信号处理的CRC安全校验码的计算方法，其将编码器的信息产生、信号处理、信号传送都发生在安全状态下。在发送方的硬件上，要求所设计的编码器信号处理电路具有一主一从两个传输通道且共用一个查找表，每个传输通道内的位置信息单独产生、单独处理、单独传送。在发送方的软件上，要求CRC安全校验并传输一定要有两个冗余的位置信息作为信息字段的校验码才能确保位置信息安全地传输。在接收方的软件上，使用发送方软件的相同计算方法计算出信息字段的校验码，对比接收到的CRC安全校验的实际校验码，如果相等则信息正确，不相等则信息错误；或者将接受到的所有信息除本征多项式，如果能够除尽，则信息正确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种CRC安全校验码的计算方法，尤其涉及一种针对编码器信号处理 的CRC安全校验码的计算方法。
技术介绍
伺服电机内置的编码器输出信号能否实现数字化传输，是决定一个数控系统是否 是全数字交流伺服数控系统的标志。发改高改字2072号文件规定：实现交流伺服驱 动内部控制及测量器的全数字化，采用PR0FINET或实时以太网的数字化控制接口技术。这 里说的测量器指的就是伺服电机内置编码器，它是用来测量实际位置值和实际速度值的传 感器。 增量编码器A/B(IVpp) +绝对位置C/D(IVpp) +参考点（R)，在没有获得数字化传输 之前，是峰_峰值为IV的模拟量信号，如果内置于伺服电机，其输出信号必须转化为数字信 号并通过数字接口输出给驱动器才能够实现全数字交流伺服数控系统。 在CRC-16这一块，循环校验CRC码数据通信领域中最常用的一种差错校验码。任 意一个由二进制位串组成的代码都可以和一个系数仅为'〇'和'1'的多项式一一对应。 例如：代码1010111对应的多项式为x6+x4+x2+x+l，而多项式为x5+x3+x2+x+l对应的代码 101111。CRC-16是最常用的循环校验码，它的使用方法如下表所示。 CRC-16校验是前面几段数据内容的校验值，为一个16位数据，发送时，低8位在 前，高8为最后。例如发送方：发出的传输字段为：
技术实现思路
本专利技术的目的是研究编码器信号安全处理的方法，这里的安全指的是处理的方法 和结果使得伺服电机内置编码器符合SIL(SafetyIntegrityLevel)安全完整性等级认 证，为此，本专利技术提供一种针对编码器信号处理的CRC安全校验码的计算方法，该方法是通 过软件+硬件的联合实施得以实现的。 本专利技术的解决方案是：一种针对编码器信号处理的CRC安全校验码的计算方法， 其用于将编码器的信息产生、信号处理、信号传送都发生在安全状态下； 在发送方的硬件上，要求所设计的编码器信号处理电路具有双通道，双通道为一 主一从两个传输通道：即主通道与从通道，两个传输通道共用一个查找表，每个传输通道内 的位置信息单独产生、单独处理、单独传送； 在发送方的软件上，要求CRC安全校验并传输一定要有两个冗余的位置信息作为 信息字段的校验码才能确保位置信息安全地传输，其中，从通道的位置值II的长度小于等 于主通道的位置值I的长度，两个传输通道内，编码器信号处理电路的报文中都必须包括 通过编码器信号处理电路的计数器获得的粗位置值信息； 在接收方的软件上，使用发送方软件的相同计算方法计算出信息字段的校验码， 对比接收到的CRC安全校验的实际校验码，如果相等则信息正确，不相等则信息错误；或者 将接受到的所有信息除本征多项式，如果能够除尽，则信息正确。 作为上述方案的进一步改进，报文中还包括CRC校验信息。 作为上述方案的进一步改进，在编码器信号处理电路中，编码器产生的信号进行 CRC校验码计算，一主一从两个传输通道里传送的数据通过各自的CRC校验码进行保护。 优选地，每个传输通道的CRC校验码计算的初始值存放在相应传输通道的配置寄 存器一的内，而CRC校验本征多项式存放在相应传输通道的配置寄存器一 的内。 再优选地，每个传输通道的配置寄存器二的内的数据决定是否将 接收到的数据应用于CRC校验码计算中，倘若把接收到的数据应用于CRC校验码计算中， CRC校验码计算单元的的输出结果就存储在相应传输通道的结果寄存器 中，反之，则存储在MUX中，用于保存CRC校验码计算单元的当前值。 进一步地，CRC校验码计算过程中，当前的校验码会反馈到CRC校验码计算单元 中，用于下一个校验码的生成。 优选地，当完整数据在主通道与从通道传送完毕之后，计算所得的校验码与传送所得的校验码进行比较，比较结果存储于编码器信号处理 电路的状态寄存器中。 进一步地，每个传输通道接收到的数据通相应传输主通道的配置寄存器三设置， 通过4个累加器，合并成4个字，每个字32bit;每个传输通道的比较器把来自累加器的传 送所得CRC校验码与来自结果寄存器的计算所得CRC校验码进行比较，比较结果存在相应 传输通道的CRC校验状态寄存器中。 作为上述方案的进一步改进，所述编码器信号处理电路包括方波信号转换器、两 个信号处理器、仲裁器：方波信号转换器用于将编码器输入信号Asina、Bcosa、R并分别 转换成方波信号；其中，A、B分别表不三相交流电中的A相信号、B相信号，a表不一个信 号周期内的电气角，R表示编码器每圈经历的绝对位置参考点；两个信号处理器均用于将 转换成方波信号的编码器输入信号Asina、Bcosa、R处理成相应的两个待传输信号；仲裁 器用于判断两个待传输信号是否相同，如相同则将两个待传输信号带CRC安全校验轮流交 替输出而形成数据流，所述数据流通过现场总线或实时以太网以报文的形式传递给伺服电 机驱动器。 优选地，每个信号处理器包括倍频器、参考点寄存器、粗计数器、CRC校验器；倍频 器用于对编码器输入信号Asina、Bcosa进行4倍频；参考点寄存器用于记载编码器输 入信号R并形成编码器每圈经历的绝对位置轨迹；粗计数器用于根据绝对位置轨迹对4倍 频后的编码器输入信号Asina、Bcosa计算出粗位置值，并根据所述粗位置值衍生出速度 值，所述粗位置值、所述速度值依次形成代码；CRC校验器用于在所述代码的最低位设置校 验码形成所述待传输信号。 本专利技术通过计数器获得的粗位置值信息，可以检查处理电路工作状态，比如检查 每个通道是否在正常工作；通过CRC校验可以检测数据在传输过程中是否损坏，两个独立 通道间的数据是否产生交替，数据字节顺序是否颠倒，以及数据是否由正确通道中发出。【附图说明】 图1为本专利技术提供一种针对编码器信号处理的CRC安全校验码的计算方法的发送 方的流程示意图。 图2为本专利技术提供一种针对编码器信号处理的CRC安全校验码的计算方法的接收 方的流程示意图。 图3为应用CRC安全校验码的计算方法的伺服电机内置编码器信号处理电路示意 图。 图4为图3中的一种具体实现方式。 图5为图3中的另一种具体实现方式。 图6为图3中的又一种具体实现方式。 图7为编码器信号处理电路的仲裁器的实现方式示意图。 图8为采用类似图3中编码器信号处理电路实现的第1种数据流的数据流向示意 图。 图9为采用类似图3中编码器信号处理电路实现的第2种数据流的数据流向示意 图。 图10为采用类似图3中伺服电机内置编码器信号处理电路实现的第3种数据流 的数据流向示意图。 图11为采用类似图3中伺服电机内置编码器信号处理电路实现的第4种数据流 的数据流向示意图。 图12为实现图3中全系列伺服电机内置编码器信号处理电路的一种硬件电路示 意图。 图13为实现图3中A+B+R增量伺服电机内置编码器信号处理电路的一种硬件电 路不意图。【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仅用以解释本专利技术，并 不用于限定本专利技术。 本专利技术的针对编码器信号处理的CRC安全校验码的计算方法，其用于将编码器的 信息产生、信号处理、信号传送都发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对编码器信号处理的CRC安全校验码的计算方法，其用于将编码器的信息产生、信号处理、信号传送都发生在安全状态下；其特征在于：在发送方的硬件上，要求所设计的编码器信号处理电路具有双通道，双通道为一主一从两个传输通道：即主通道与从通道，两个传输通道共用一个查找表，每个传输通道内的位置信息单独产生、单独处理、单独传送；在发送方的软件上，要求CRC安全校验并传输一定要有两个冗余的位置信息作为信息字段的校验码才能确保位置信息安全地传输，其中，从通道的位置值II的长度小于等于主通道的位置值I的长度，两个传输通道内，编码器信号处理电路的报文中都必须包括通过编码器信号处理电路的计数器获得的粗位置值信息；在接收方的软件上，使用发送方软件的相同计算方法计算出信息字段的校验码，对比接收到的CRC安全校验的实际校验码，如果相等则信息正确，不相等则信息错误；或者将接受到的所有信息除本征多项式，如果能够除尽，则信息正确。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：文长明，文可，
申请(专利权)人：中工科安科技有限公司，文长明，
类型：发明
国别省市：安徽;34