[实用新型]FPGA控制板、基于FPGA的多电机拓扑级联装置

说明书

本实用新型提供一种FPGA控制板，包括FPGA控制板本体，所述FPGA控制板本体包括板体与若干信号接口，若干信号接口固定安装于板体的边缘处，若干信号接口中包括至少一电源接口；信号接口包括第一接口与第二接口；第一接口与第二接口分别配置于板体的两端面，第一接口与第二接口分别连接相邻且不同的FPGA控制板本体的信号接口。本实用新型还涉及一种基于FPGA的多电机的拓扑级联装置。本实用新型通过一个板体的第一接口对应连接另一个板体的第二接口使得FPGA控制板本体在进行拓扑连接的时候无需其他连接工具，可自行实现三维立体的网络架构且拓扑级联结构通过并行处理方式使得若干电机组件被同时控制，提高多电机组件同步控制的精度。

技术领域

本实用新型涉及多电机组件同步控制领域，尤其涉及一种FPGA控制板、基于FPGA的多电机拓扑级联装置。

背景技术

结合当前计算机信息技术和微电子技术发展应用不断成熟，如今步进电机组件的应用范围日益广泛，成熟度不断提升，而步进电机组件作为自动化控制的执行零件，其被应用于各个领域与行业之中，当然很多领域在应用步进电机组件时，需要对多台步进电机组件进行协调精准控制及应用。比如医学显微镜、3D打印等

当然，近年来，随着嵌入式技术和集成化技术的快速发展，使得多路电机组件同步控制系统变成可能。目前，多以ARM处理器为核心做同步控制方案，虽然其成本比较低，但是在高精度并行处理上远不如FPGA技术，而且其并行化程序的性能取决于程序中串行化部分，程序性能不会随着并行线程数目的提升而不断提升；且线程过多会造成线程间抢占处理器资源，致使并行化性能下降，造成的系统响应延迟和阻塞对于一些既需要复杂计算、又对时间精度要求很高的应用场景而言是不可接受的，可能导致不可逆转的灾难性后果。

FPGA(Field Programmable Gate Array)现场可编程逻辑门阵列是在 PAL、GAL等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路 (ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点，FPGA是一种由许多待配置的逻辑门所组成的芯片。与功能由厂商确定的特定应用集成电路芯片(ASIC)不同，它可以根据不同应用的需要对FPGA进行反复配置。由于FPGA可以实现在硬件上执行定制算法，而且还可以提供精确的定时和同步，快速的决策以及并行任务的同时执行。因此，其在仪器、消费电子、汽车、飞机、复印机以及特殊应用计算机硬件等各类设备中都有应用。

由于很长一段时间内，对FPGA编程的工作只有对VHDL或其他底层设计工具有着深入了解的工程师才可以胜任，但掌握这些工具需要很长时间的学习和积累，所以这一定程度上限制了FPGA的发展应用，尤其对于中小型企业来说应用成本很高，往往不愿意开发自己的基于FPGA的系统。而LabVIEW 图形化工具面世后，其附加的LabVIEW FPGA模块可以对FPGA的逻辑功能进行重复定义，而不再需要有关其他设计工具的知识，就可以对设备上的FPGA 逻辑功能进行配置。这使得测量和控制工程师可以专注于他们所擅长的测试和控制应用，而不必考虑如何在芯片的各个单元上实现逻辑功能。大大方便了用户开发，也促进了FPGA的应用发展，此外，LabVIEW图形化编程的并行性非常适合于FPGA的并行架构设计，可以实现同步或异步模式的并行任务。

但是，常规的FPGA板多是平面连接或借用其他连接工具进行立体连接；对多个电机组件同步运行的精度也不能有效的进行控制，且效率低下。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种FPGA控制板。

本实用新型通过包括若干第一接口与第二接口的FPGA控制板本体，以解决上述问题。

本实用新型提供一种FPGA控制板，包括FPGA控制板本体，所述FPGA 控制板本体包括板体与若干信号接口，若干所述信号接口固定安装于所述板体的边缘处，若干所述信号接口中包括至少一电源接口，所述电源接口用于给所述FPGA控制板本体供电；