[发明专利]一种运动控制器固件架构设计

说明书

技术领域

本发明涉及自动化和先进制造领域，具体涉及一种运动控制器固件架构设计。

背景技术

运动控制器是数控机床、机器人等一类机电一体化设备中常用的核心运动控制部件。目前运动控制器已从单片机或微处理器作为核心的运动控制器和专用芯片作为核心处理器的运动控制器，发展到基于PC总线、现场总线和工业以太网等的以DSP和FPGA作为核心处理器的开放式运动控制器。运动控制器固件架构也发展到了具有互操作性、可移植性、可缩放性和可互换性的开放式体系架构。国内外，已有多种商品化的开放式运动控制器，如美国的PMAC运动控制器，国内固高公司系列控制器。

但是，目前这些控制器的固件架构结构复杂，固件与硬件联系紧密，互操作性、可移植性、可缩放性和可互换性等都较差，而且用户很难根据实际运动控制器功能的需求对固件架构进行功能模块的增加、裁剪和修改，实现固件架构的重构，这限制了运动控制器的应用。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种运动控制器固件架构设计，以解决目前运动控制器固件架构互操作性、可移植性、可缩放性和可互换性等都较差的问题。该运动控制器固件架构设计，包括管理框架1、多个功能模块框架2、管理框架硬件接口驱动3、多个功能模块硬件接口驱动4和多个功能模块5；该架构设计可以根据运动控制器控制功能的需求对多个功能模块框架2、多个功能模块硬件接口驱动4和多个功能模块5中的多个子功能模块增加、裁剪和修改，实现运动控制器固件架构的重构。

为实现上述目标，本发明所采用的技术方案如下：

所述运动控制器固件架构设计，至少包括管理框架1、多个功能模块框架2、管理框架硬件接口驱动3、多个功能模块硬件接口驱动4和多个功能模块5；

所述的管理框架1，用于对各功能模块框架2和管理框架硬件接口驱动3调用与数据信息管理，以及完成各功能模块框架2之间的数据信息交互；

所述的多个功能模块框架2，每个功能模块框架2用于对功能模块硬件接口驱动4和功能模块5中的多个子功能模块调用和数据信息管理，完成功能模块5中的多个子功能模块之间的数据信息交互，以及完成功能模块5中的多个子功能模块与功能模块硬件接口驱动4之间的数据信息交互；

所述的管理框架硬件接口驱动3，用于获取和处理管理框架硬件接口信息，将处理结果送入管理框架1；所述的管理框架硬件接口驱动3还用于接收和处理管理框架1传送的数据信息，将处理结果送入管理框架硬件接口；

所述的多个功能模块硬件接口驱动4，每个功能模块硬件接口驱动4用于获取和处理功能模块硬件接口信息，将处理结果通过功能模块框架2送入功能模块5中需要获取功能模块硬件接口信息的子功能模块；所述的多个功能模块硬件接口驱动4，每个功能模块硬件接口驱动4还用于接收和处理功能模块框架2对功能模块5中子功能模块的管理的数据信息，将处理结果送入功能模块硬件接口；

所述的多个功能模块5，每个功能模块5由多个子功能模块组成，每个子功能模块完成单一的子功能，子功能模块之间相互独立，非直接耦合，且不能直接与功能模块硬件接口驱动4进行数据信息交互。

所述的多个功能模块框架2、多个功能模块硬件接口驱动4和多个功能模块5中的多个子功能模块，都可以根据运动控制器控制功能的需求进行增加、裁剪和修改；通过管理框架1对多个功能模块框架2进行调用，以及每个功能模块框架2对功能模块硬件接口驱动4和功能模块5中的子功能模块进行调用，实现运动控制器固件架构的重构。

所述的管理框架1不能直接调用每个功能模块5中的子功能模块，需要通过功能模块框架2完成对功能模块5中子功能模块的调用。

本发明的特点和有益效果在于：

(1)采用管理框架对多个功能模块框架和管理框架硬件接口驱动进行调用与数据信息管理，以及功能模块框架对功能模块硬件接口驱动和功能模块中多个子功能模块进行调用与数据信息管理，提高了运动控制器固件架构的互操作性。

(2)功能模块框架、功能模块硬件接口驱动和功能模块中子功能模块，可根据运动控制器控制功能需求进行自由增加、裁剪和修改，提高了运动控制器固件架构的可缩放性。

(3)所述运动控制器固件架构设计，固件与硬件分开，功能模块中子功能模块彼此独立且不直接与功能模块硬件接口驱动进行数据信息交互，因此通过更改功能模块硬件接口驱动和对功能模块中子功能模块进行最小修改，就可将运动控制器固件架构移植于数控系统和机器人系统，提高了运动控制器固件架构的可移植性和可互换性。

附图说明

图1为本发明的运动控制器固件架构设计框图。