一种基于通用核心板的EtherCAT系列模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于通用核心板的EtherCAT系列模块，与上位机连接，包括核心板、底板、30PIN插针，所述核心板通过30PIN插针与底板连接；所述核心板包括MCU芯片、与MCU芯片连接的PHY芯片；所述底板包括FPGA芯片、外部信号隔离电路、RJ45接口；所述MCU芯片、PHY芯片分别通过30PIN插针与FPGA芯片、RJ45接口连接，所述外部信号隔离电路与FPGA芯片连接。本实用新型专利技术核心板和底板为可拆卸安装，以最少的元器件构成核心集成电路板，灵活配置相关外围电路，同一个核心板可与不同配置的底板连接，任意组装构成一系列不同的功能及产品。

A Series of EtherCAT Modules Based on Universal Core Board

The utility model discloses a series of EtherCAT modules based on a universal core board, which are connected with the upper computer, including a core board, a bottom board and a 30PIN pin, the core board is connected with the bottom board through a 30PIN pin, the core board includes a MCU chip and a PHY chip connected with the MCU chip, and the bottom board includes a FPGA chip, an external signal isolation circuit and a RJ45 interface. The chip is connected with the FPGA chip and RJ45 interface through 30PIN pin respectively, and the external signal isolation circuit is connected with the FPGA chip. The core board and the bottom board of the utility model can be disassembled and installed. The core integrated circuit board is composed of the fewest components, and the related peripheral circuits are flexibly configured. The same core board can be connected with different configurations of the bottom board, and a series of different functions and products can be assembled arbitrarily.

【技术实现步骤摘要】
一种基于通用核心板的EtherCAT系列模块
本技术涉及通信处理
，具体的说，是一种基于通用核心板的EtherCAT系列模块。
技术介绍
目前市面上EtherCAT网络产品越来越多，也越来越成熟。其采用的方案大致有两种：1.ET1100或LAN9252类的从站控制芯片加上一个MCU；2.TI、瑞萨等公司的集成了ESC的专用控制芯片。基本形式如图4所示，由于采用的行规不一样，不同的输出信号功能对应不同的产品，例如输出信号有数字输出信号、模拟输出信号、通用轴脉冲信号、步进驱动器控制信号，但一个产品上一般不会将不同信号输出集中在同一个电路板上。申请号为201120183682.6的专利，提出一种EtherCAT总线通用伺服脉冲量接口模块，利用FPGA技术与MCU技术，将上位机的数字量运动控制数据转变为通用伺服能接收的脉冲量控制。一张电路板上集合了所有FPGA、MCU、ESC以及其他所有轴功能相关的辅助元件，虽然基于EtherCAT，但只能运行CIA402行规去驱动伺服控制器。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于通用核心板的EtherCAT系列模块，由可安装拆卸的轴脉冲发生从站核心板和轴脉冲发生从站底板构成，以最少的元器件构成核心集成电路，灵活配置相关外围电路板，通过更换底板构成不同功能的产品。本技术通过下述技术方案实现：一种基于通用核心板的EtherCAT系列模块，与上位机连接，包括核心板、底板、30PIN插针，所述核心板通过30PIN插针与底板连接；所述核心板包括MCU芯片、与MCU芯片连接的PHY芯片；所述底板包括FPGA芯片、外部信号隔离电路、RJ45接口；所述MCU芯片、PHY芯片分别通过30PIN插针与FPGA芯片、RJ45接口连接，所述外部信号隔离电路与FPGA芯片连接。进一步地，为了更好的实现本技术，所述30PIN插针包括30PIN插针公座A、30PIN插针公座B、30PIN插针母座A、30PIN插针母座B；所述30PIN插针公座A与30PIN插针母座A连接，所述30PIN插针公座B与30PIN插针母座B连接；所述PHY芯片与30PIN插针公座A连接，所述MCU芯片与30PIN插针公座B连接；所述RJ45接口与30PIN插针母座A连接，所述FPGA芯片与30PIN插针母座B连接。进一步地，为了更好的实现本技术，所述外部隔离电路包括分别与FPGA芯片连接的通用输入输出隔离模块、轴输出隔离电路；所述轴输出隔离模块还依次连接有单端差分转换、输出保护TVS。进一步地，为了更好的实现本技术，所述PHY芯片包括PHY芯片A、PHY芯片B，所述PHY芯片A、PHY芯片B分别与30PIN插针公座A连接。进一步地，为了更好的实现本技术，所述RJ45接口包括RJ45接口A、RJ45接口B，所述RJ45接口A、RJ45接口B分别与30PIN插针母座A连接。进一步地，为了更好的实现本技术，所述PHY芯片通过RJ45接口A与上位机连接。进一步地，为了更好的实现本技术，所述底板还包括网络变压器，所述网络变压器包括网络变压器A、网络变压器B；所述RJ45接口A通过网络变压器A与30PIN插针母座A连接，所述RJ45接口B通过网络变压器B与30PIN插针母座B连接。进一步地，为了更好的实现本技术，还包括电源模块，所述电源模块包括电源输入端、电源保护电路、电源处理芯片，所述电源输入端、电源保护电路、电源处理芯片、30PIN插针母座B依次连接。进一步地，为了更好的实现本技术，所述通用输入输出隔离模块包括通用输入隔离模块、通用输出隔离模块；所述输入隔离模块还依次连接有输入保护TVS、输入端子；所述通用输出隔离模块还依次连接有输出保护TVS、输出端子。进一步地，为了更好的实现本技术，所述核心板还包括LED指示灯，所述LED指示灯与MCU芯片连接。工作原理：上位机与底板的RJ45接口连接，将控制输出信号传入底板，再通过30PIN插针传入核心板，核心板的MCU芯片和PHY芯片对信号进行处理后将其返回底板的FPGA芯片，信号再由外部信号隔离电路输出。当外部信号输入至上位机时，首先通过外部信号隔离电路输入至FPGA芯片，再由FPGA芯片通过30PIN插针传入核心板，核心板的MCU芯片和PHY芯片对信号进行处理后将其通过30PIN插针和RJ45接口传入上位机。本技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：（1）本技术核心板和底板为可拆卸安装，以最少的元器件构成核心集成电路板，灵活配置相关外围电路，同一个核心板可与不同配置的底板连接，任意组装构成一系列不同功能的产品；（2）本技术利用30PIN插针实现SPI总线信号和RJ45接口网络信号的传输。（3）本技术MCU实现EtherCAT帧数据相关工作，FPGA芯片负责具体功能的实现，提供更快捷的外围电路接口处理；（4）本技术采用通用核心板，不同行规的底板结构相同，尺寸统一，可由使用者自由配置。附图说明图1为本技术的系统框图；图2为本技术的轴脉冲发生从站系统框图；图3为本技术的通用数字输入输出混合从站系统框图；图4为现有技术系统框图。具体实施方式下面结合实施例对本技术作进一步地详细说明，但本技术的实施方式不限于此。实施例1：本技术通过下述技术方案实现，如图1-图3所示，一种基于通用核心板的EtherCAT系列模块，与上位机连接，包括核心板、底板、30PIN插针，所述核心板通过30PIN插针与底板连接；所述核心板包括MCU芯片、与MCU芯片连接的PHY芯片；所述底板包括FPGA芯片、外部信号隔离电路、RJ45接口；所述MCU芯片、PHY芯片分别通过30PIN插针与FPGA芯片、RJ45接口连接，所述外部信号隔离电路与FPGA芯片连接。需要说明的是，通过上述改进，本技术提出一种基于通用核心板的EtherCAT系列模块，包括通过30PIN插针连接的通用核心板和配套底板，以下将通用核心板简称为核心板，将配套底板简称为底板。与现有技术和对比文件相比，传统的PCB板将所有的元器件集成在一张PCB板上，一种功能就是一个产品。而本技术虽然也将元器件集成在PCB上，但没有同时集成在一张板上，核心板和底板为可拆卸安装，以最少的元器件构成核心集成电路板，灵活配置相关外围的集成电路板，一个通用核心板可与不同配置的底板连接，任意组装构成一系列不同功能的产品。使用本技术的通用核心板，更换底板可构成一系列不同的产品包括数字输入从站、数字输出从站、数字输入输出混合从站、模拟量输入从站、模拟量输出从站、模拟量输入输出混合从站、数字模拟混合从站、轴脉冲发生从站、步进驱动从站等。本实施例以轴脉冲发生从站为例，对其进行详细说明：所述核心板包括相互连接的MCU芯片和PHY芯片，所述底板包括FPGA芯片、RJ45接口、与FPGA芯片连接的外部信号隔离电路；如图1所示，FPGA芯片、RJ45接口分别通过30PIN插针与MCU芯片、PHY芯片连接。所述MCU芯片由软件实现ESC芯片的功能，隐去ESC芯片的硬件结构，芯片本身成本及附属元器件成本减少，集成电路板布线简单，产品可靠性提高，模块体积减小。上位机与底板的RJ45本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于通用核心板的EtherCAT系列模块，与上位机连接，其特征在于：包括核心板、底板、30PIN插针，所述核心板通过30PIN插针与底板连接；所述核心板包括MCU芯片、与MCU芯片连接的PHY芯片；所述底板包括FPGA芯片、外部信号隔离电路、RJ45接口；所述MCU芯片、PHY芯片分别通过30PIN插针与FPGA芯片、RJ45接口连接，所述外部信号隔离电路与FPGA芯片连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于通用核心板的EtherCAT系列模块，与上位机连接，其特征在于：包括核心板、底板、30PIN插针，所述核心板通过30PIN插针与底板连接；所述核心板包括MCU芯片、与MCU芯片连接的PHY芯片；所述底板包括FPGA芯片、外部信号隔离电路、RJ45接口；所述MCU芯片、PHY芯片分别通过30PIN插针与FPGA芯片、RJ45接口连接，所述外部信号隔离电路与FPGA芯片连接。2.根据权利要求1所述的一种基于通用核心板的EtherCAT系列模块，其特征在于：所述30PIN插针包括30PIN插针公座A、30PIN插针公座B、30PIN插针母座A、30PIN插针母座B；所述30PIN插针公座A与30PIN插针母座A连接，所述30PIN插针公座B与30PIN插针母座B连接；所述PHY芯片与30PIN插针公座A连接，所述MCU芯片与30PIN插针公座B连接；所述RJ45接口与30PIN插针母座A连接，所述FPGA芯片与30PIN插针母座B连接。3.根据权利要求1所述的一种基于通用核心板的EtherCAT系列模块，其特征在于：所述外部隔离电路包括分别与FPGA芯片连接的通用输入输出隔离模块、轴输出隔离电路；所述轴输出隔离模块还依次连接有单端差分转换、输出保护TVS。4.根据权利要求2所述的一种基于通用核心板的EtherCAT系列模块，其特征在于：所述PHY芯片包括PHY芯片A、PHY芯片B，所述PHY芯片A、PHY芯片B分别与30PIN插针公...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹爽，
申请(专利权)人：成都乐创自动化技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51