激光雕琢技術(shù)應(yīng)用及工藝流程介紹（二）：
　　2．MPC03卡設(shè)計(jì)和功用完成  
　　A 處理問(wèn)題的計(jì)劃  
　　由于本計(jì)劃肯定得當(dāng)，在每一片F(xiàn)PGA芯片上能夠完成四軸功用完整相同但彼此互相獨(dú)立的操作，可以完成多軸聯(lián)動(dòng)，關(guān)于平面圖形和三維圖形處置，能夠采用兩軸和三軸聯(lián)動(dòng)即可。  
　　在高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)和快速行推進(jìn)過(guò)程中，假如不加技術(shù)處置，如梯形圖所示，在加速度很大的高速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，就會(huì)呈現(xiàn)振動(dòng)、沖擊，圖形就會(huì)呈現(xiàn)不規(guī)則的錯(cuò)位，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)呈現(xiàn)相似波紋狀的變形。假如將加速度減小，則增速時(shí)間（t2－t1）就很大，由于加工區(qū)在高速段（FH勻速段），這樣就形成有效加工幅面減小。為理解決這個(gè)問(wèn)題，在變速運(yùn)動(dòng)中采用S曲線，能夠使運(yùn)動(dòng)在很短的時(shí)間里，由低速向高速或由高速向低速平緩地過(guò)渡。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)重復(fù)的實(shí)驗(yàn)，在同一設(shè)備上，能夠大大的進(jìn)步工作效率和圖形的加工質(zhì)量。 
　　為了存儲(chǔ)大量的掃描數(shù)據(jù)和到達(dá)同步掃描的目的，我們巧妙天時(shí)用了FPGA內(nèi)置的2MBit塊RAM資源來(lái)存儲(chǔ)每行的圖象數(shù)據(jù)。在本設(shè)計(jì)中，我們開(kāi)拓了9根地址線尋址的32Bit數(shù)據(jù)總線接口的RAM區(qū)，即16KBit。假如每個(gè)掃描象素為0.1mm，按最高的掃描精度，則理論上掃描幅面能夠到達(dá)1.6m。掃描從低位地址向高位地址，從每行的低位向高位依次停止。每個(gè)掃描脈沖，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)激光頭行進(jìn)一步，同時(shí)從RAM區(qū)中讀取一個(gè)圖形數(shù)據(jù)，并依據(jù)讀取數(shù)據(jù)的‘1’或‘0’的狀態(tài)決議能否開(kāi)關(guān)光。由于DSP每次向FPGA的RAM區(qū)寫入一行圖形數(shù)據(jù)512×32Bit，所以在對(duì)這些16KBit數(shù)據(jù)處置期間，DSP不需再向FPGA寫數(shù)據(jù)。不只大大進(jìn)步了激光設(shè)備的工作效率，而且也保證了掃描的同步性，關(guān)于往復(fù)掃描呈現(xiàn)的整體錯(cuò)位，在軟件上停止反向補(bǔ)償也提供了可行性。
　　B 硬件電路設(shè)計(jì)  
　　在MPC03卡中主要有DSP、FPGA兩個(gè)功用芯片，在DSP四周擴(kuò)展了多個(gè)FLASH和SRAM來(lái)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，每?jī)蓚�(gè)FLASH和SRAM能夠共用一個(gè)片選信號(hào)CS，組成上下雙字32位數(shù)據(jù)總線停止讀寫，能夠進(jìn)步DSP與MEMORY的通訊速度，同時(shí)為FPGA配置了一個(gè)EPROM來(lái)存儲(chǔ)下載的程序。銜接DSP部分總線和PCI接口的芯片是PCI總線控制器（PCI橋），它包含了一個(gè)128KBit的雙口共享存儲(chǔ)器，來(lái)完成DSP部分總線和PCI系統(tǒng)總線的數(shù)據(jù)交流，另外為其配置了一個(gè)EEPROM來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)本卡順應(yīng)了即插即用接口設(shè)計(jì)趨向，擴(kuò)展了USB接口。本文提到的DSP和FPGA都是低能耗、低電壓操作，I/O信號(hào)電壓是3.3V，而內(nèi)核電壓是1.8V，所以配置了能同時(shí)輸出3.3V和1.8V兩種電壓的電壓調(diào)整器。請(qǐng)參照MPC03卡邏輯構(gòu)造圖。  
　　FPGA資源充足，性價(jià)比高，能現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)屢次編程，能夠針對(duì)不同的小批量客戶的詳細(xì)請(qǐng)求，靈敏地修正設(shè)計(jì)。DSP具有高速浮點(diǎn)運(yùn)算的才能，對(duì)S-曲線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的數(shù)據(jù)和一些插補(bǔ)算法，停止運(yùn)算處置，擺脫對(duì)PC機(jī)的依賴，并把處置的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地與FPGA通訊。PCI接口運(yùn)用比擬普遍，總線資源豐厚，通訊速度塊、尋址空間范圍大。USB接口可完成脫機(jī)工作，不用為每塊卡配置一臺(tái)PC機(jī)，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用便當(dāng)，本錢低，契合時(shí)期開(kāi)展趨向。  
　　3、系統(tǒng)的抗干擾措施 
　　干擾是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)踐應(yīng)用中不可防止的現(xiàn)象，系統(tǒng)的抗干擾性能是系統(tǒng)牢靠性的重要標(biāo)志。印刷電路板是器件、信號(hào)線、電源線的高度匯合體，它設(shè)計(jì)的好壞對(duì)立干擾才能影響很大。在本設(shè)計(jì)中主要采用了以下抗干擾措施： 
　　a 配置數(shù)字濾波器：關(guān)于FPGA芯片的幾個(gè)信號(hào)，復(fù)位、報(bào)警、回零等，能惹起系統(tǒng)復(fù)位或中止，為了增加系統(tǒng)牢靠性，要加數(shù)字濾波器，在此能夠用軟件完成，用VHDL言語(yǔ)使這幾個(gè)信號(hào)經(jīng)過(guò)幾級(jí)D觸發(fā)器（級(jí)數(shù)視狀況而定），再對(duì)各級(jí)信號(hào)停止邏輯與或邏輯或。 
　　b 數(shù)、模電路分開(kāi)：在內(nèi)部電路和外部機(jī)械輸入信號(hào)中間采用普通光耦或高速光耦停止隔離，將它們的電源和地線分開(kāi)。
　　三、總結(jié) 
　　隨著光電子技術(shù)和大范圍集成電路的不時(shí)開(kāi)展，激光雕琢必將取得更為普遍的應(yīng)用，進(jìn)而推進(jìn)DSP和FPGA在相關(guān)范疇的應(yīng)用和開(kāi)展。在能夠預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，DSP技術(shù)和FPGA必將在航天、通訊、激光雕琢等諸多范疇中取得更為普遍的應(yīng)用，進(jìn)而推進(jìn)著這些技術(shù)的進(jìn)一步開(kāi)展。數(shù)控等離子切割機(jī)能夠在切割請(qǐng)求不高的狀況下與之互補(bǔ)！

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