基于VME總線的多處理器運(yùn)動控制卡.pdf

1、超精密運(yùn)動控制是光刻機(jī)的核心技術(shù)之一,本文結(jié)合國家重大科技專項課題《雙工件臺運(yùn)動控制系統(tǒng)硬件研發(fā)》的研究工作,對基于 VME總線的多處理器運(yùn)動控制卡進(jìn)行了研制與實踐。
　　分析了雙工件臺超精密同步運(yùn)動控制需求,研究了光刻運(yùn)動過程中各子系統(tǒng)間的相互關(guān)系;對常用的計算機(jī)總線:ISA總線、PCI總線、VME總線等進(jìn)行了比較分析,對適用于工業(yè)控制的微處理器:單片機(jī)、ARM、DSP、FPGA等進(jìn)行了優(yōu)缺點(diǎn)對比,確立了以標(biāo)準(zhǔn) VME總線為基礎(chǔ)

2、、以 DSP+FPGA為控制核心的運(yùn)動控制卡總體結(jié)構(gòu);針對運(yùn)動控制卡具體功能需求對各個功能模塊進(jìn)行了簡要的分析。
　　根據(jù)運(yùn)動控制卡總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的硬件設(shè)計,包括:DSP外圍電路、FPGA外圍電路、VME總線接口電路、高速光纖電路、數(shù)字和模擬 IO電路、運(yùn)動控制卡供電系統(tǒng)等。在硬件電路的基礎(chǔ)上設(shè)計了三層軟件結(jié)構(gòu),利用FPGA靈活可重新配置、集成度高等優(yōu)點(diǎn)實現(xiàn)硬件接口層軟件:VME從接口邏輯、自定義總線接口邏輯、高速光纖控制器和模

3、擬 IO控制器等。DSP通過外部存儲器接口 EMIF統(tǒng)一管理FPGA控制器,實現(xiàn)了DSP+FPGA核心處理器架構(gòu)。同時,在 DSP中實現(xiàn) FLASH啟動、應(yīng)用層代碼從上位機(jī)下載、DSP底層程序等底層軟件;最后通過搭建系統(tǒng)調(diào)試平臺,對運(yùn)動控制卡功能設(shè)計的完整性和穩(wěn)定性進(jìn)行了驗證。
　　本文針對超精密雙工件運(yùn)動平臺,設(shè)計了基于多總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩嗵幚砥鞑⑿刑幚磉\(yùn)動控制卡,實現(xiàn)多軸納米級同步運(yùn)動控制;根據(jù)運(yùn)動控制系統(tǒng)總體架構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的運(yùn)