基于AM5728 linux开源ethercat运动控制一体机解决方案

Posted 2021-07-27 专注DSP+ARM+FPGA

XM5728-ETH 总线控制器集成了千 M 以太网以及 USB3.0 接口（支持多种工业相 机），支持 EtherCAT 总线、CAN、232、485、编码器手轮接口，还带有 16 入、 16 出共 32 路本体数字 IO。

各种复杂的运动控制与第三方视觉应用
灵活的系统架构与广泛的应用领域
适用IoT与工业4.0解决方案
支持自由添加Linux平台下的应用软件
支持Qt开发人机交互用户界面
内部本地化接口，直接内存交互，通讯速率更快
最多达 32 轴运动控制(EtherCAT 轴/编码器轴/虚拟轴)。
编码器接口支持编码器位置测量，可以配置为手轮输入模式。
16 路 NPN 通用输出，其中 12 路高速输出，4 路低速输出，输出口最大 输出电流可达 300mA，可直接驱动部分电磁阀。
16 路 NPN 型通用输入，其中 2 路高速输入，12 路低速输入，高速输入 可配置为锁存信号使用。
通过 EtherCAT 总线，最多可扩展到 4096 个隔离输入或输出口。
4 个 USB(其中 2 个 USB3.0)接口、1 个 RS485 接口、1 个 232 接口、2 个 千 M 以太网接口,1 个百 M EtherCAT 接口。
支持最多达 16 轴直线插补、任意空间圆弧插补、螺旋插补、样条插补。
支持电子凸轮、电子齿轮、位置锁存、同步跟随、虚拟轴等功能。
支持硬件比较输出(HW_PSWITCH2),硬件定时器,运动中精准输出。
支持脉冲闭环，螺距补偿等功能。
支持 ZBasic 多文件多任务编程。
多种程序加密手段，保护客户的知识产权。

 

1 开发套件简介

 

• 基于 TI AM5728 浮点双 DSP C66x +双 ARM Cortex-A15 工业控制及高性能音视频处理器；
• 多核异构 CPU，集成双核 Cortex-A15、双核 C66x 浮点 DSP、双核PRU-ICSS、双核 Cortex-M4 IPU、双核 GPU 等处理单元，支持 OpenCL、OpenMP、SysLink IPC多核开发；
• 强劲的视频编解码能力，支持 2kP30或1 路 1080P60 或 2 路 720P60 或 4 路 720P30 视频硬件编解码，支持H.265视频软解码；
• 支持高达 1 路 1080P60 全高清视频输入和 1 路 LCD + 1 路 HDMI 1.4a 输出；
• 双核 PRU-ICSS 工业实时控制子系统，支持 EtherCAT、EtherNet/IP、PROFIBUS等工业协议；
• 高性能GPU，双核SGX544 3D 加速器和 GC320 2D 图形加速引擎，支持OpenGL ES2.0；
• 外设接口丰富，集成双千兆网、PCIe、GPMC、USB 2.0、UART、SPI、QSPI、SATA 2.0、I2C、DCAN 等工业控制总线和接口，支持极速接口 USB 3.0；
• 开发板引出 V-PORT 视频接口，可以灵活接入视频输入模块；
• 体积极小，大小仅 86.5mm*60.5mm；
• 工业级精密 B2B 连接器，0.5mm 间距，稳定，易插拔，防反插，关键大数据接口使用高速连接器，保证信号完整性。

XM5728-IDK-V3是一款深圳信迈基于 TI AM5728（浮点双 DSP C66x +双 ARM Cortex-A15）XM5728-SOM核心板设计的开发板，它为用户提供了XM5728-SOM核心板的测试平台，用于快速评估 XM5728-SOM 核心板的整体性能。

XM5728-IDK-V3底板采用沉金无铅工艺的4层板设计，不仅为客户提供丰富的 AM5728入门教程，还协助客户进行底板的开发，提供长期、全面的技术支持，帮助客户以最快的速度进行产品的二次开发，实现产品的快速上市。不仅提供丰富的 Demo 程序，还提供 DSP+ARM 多核通信开发教程，全面的技术支持，协助用户进行底板设计和调试以及 DSP+ARM 软件开发。

 

 

 

图1开发套件图

2 典型运用领域

• 工业 PC&HMI
• 工业机器人
• 机器视觉
• 医疗影像
• 电力自动化
• EtherCAT 主/从控制器
• 工业多协议智能网关
• 高端数控系统

 

 

电力巡检机器人/AGV物流小车

 

 

3 软硬件参数

硬件框图

 

 

表1

SoC/CPU	TI AM5728，浮点双 DSP C66x @750MHz +双 ARM Cortex-A15@1.5GHz
	2 x IPU (Imaging Processing Unit) 用于图像加速，每个IPU是由两个ARM Coretex-M4组成，共4个ARM Coretex-M4
	2 x PRU-ICSS，每个PRU-ICSS包含一对PRU (Programming Real-time Unit)，共4个IPU，支持ETHERCAT等实时工业总线协议
	1 x IVA-HD Video codec，支持一路1080P 60fps H.264视频硬件编解码
	2 x SGX544 GPU 3D图形加速器
	1 x GC320 2D图形加速器
On-Chip L2 Cache	ARM Cortex-A15：1MByte C66x：288KByte
On-Chip L3 RAM	2.5MByte
ROM	4/8GByte eMMC
RAM	1/2GByte DDR3
Temperature Sensor	1x TMP102AIDRLT
B2B Connector	2x 100pin 公座 B2B，2x 100pin 母座 B2B，间距 0.5mm，合高 5.0mm，共 400pin
IO EXTENSION	2x 简易牛角座（2x 25pin 规格），间距 2.54mm，包含 GPMC、SPI、I2C、PWM、TIMER、UART、eQEP、eCAP 等拓展信号
KEY	1x冷复位按键 1x热复位按键 3x可编程输入按键（含1个非屏蔽中断按键）
JTAG	1x14pin TI Rev B JTAG 接口，间距 2.54mm
DISPLAY（可选模块）	1x 7寸电容屏，40pin FP母座，间距0.5mm
BOOT SET	1x5bit 启动方式拨码开关
SD	1x Micro SD 接口
RTC	1x CR1220，3V77-LOIH
Ethernet	2x RGMI，RJ45 接口，10/100/1000M 自适应
	2x PRU MII，RJ45 接口，10/100M 自适应，支持ETHERCAT等工业总线协议
USB	2x USB 2.0 接口
	1x USB 3.0 接口
CAN	1x 3pin 3.81mm 凤凰端子
PROFIBUS	1x 3pin 3.81mm凤凰端子
UART	1x UART0转Micro USB 接口，全双工模式
	1x RS232 串口（UART1），全双工模式
	1x RS485 串口（复用 UART1），半双工模式
PCIe	1x PCIe Gen2，单端口双通道，每通道最高通信速率 5GBaud
SATA	1x 7pin SATA 硬盘接口
HDMI OUT	1x HDMI 1.4a 接口
Camera Module（可选模块）	1x VIP 摄像头并行接口
LED	2x 供电指示灯（底板 1 个，核心板 1 个） 5x 可编程指示灯（底板 3 个，核心板 2 个）
FAN	1x3pin 5V 风扇插座
POWER	1x 12V 2A 直流输入 DC417 电源接口，外径 4.0mm，内径 1.7mm

 

3软件参数

表 2

ARM 端软件支持	Linux-4.4.19，RT-Linux-4.4.19，TI-RTOS
DSP 端软件支持	TI-RTOS
CCS 版本号	CCS7.0
图形界面开发工具	Qt
双核通信组件支持	IPC核间通信
软件开发套件提供	Processor-SDK Linux、Processor-SDK RT-Linux、Processor-SDK TI-RTOS
Linux 驱动支持	Camera	DDR3
	PCIe/PCIe 2.0	eMMC
	MMC/SD	USB 2.0/USB 3.0
	LED	BUTTON
	RS232	RS485
	HDMI OUT	DCAN
	SATA	RTC
	PROFIBUS	7 inch Touch Screen LCD(Res)
	SPI	AUDIO
	UART	JTAG
	EMCRYDTIC	TEMPERATURE SENSOR
	KBD	HDQ
	NMI	SYS INT
	eCAP	I2C