实时控制系统软硬件联合开发实践

课程大纲

机器人控制器开发实战

• 方案设计

  1. X86模块化平台选型

  2. 关键元器件选型

  3. 整体硬件系统拓扑图

  4. 电源系统拓扑图

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• 原理图设计

  1. 电源电路设计

  　1.1 同步Buck、异步Buck和Charge Pump电源拓扑比较

  　1.2 异步Buck电路中的器件参数的计算与选型

  　1.3电解电容、MLCC、钽电容、高分子固态电容特性比较

  2. 以太网电路设计

  　2.1 以太网电路的硬件拓扑

  　2.2 MII、RMII、GMII、RGMII等类型接口信号比较

  3. UART/RS232/RS485电路设计

  4. CAN总线电路设计

  5. 数字量I/O电路设计

  6. miniPCIe和PCIe ×1标准接口设计

  7. RTEX总线主站电路设计

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• PCB设计

  1. PCB设计中需要遵循的layout规则

  2. 电源电路中器件布局需要注意的事项

  3. 线宽、铜厚、温度与通过导线电流的关系

  4. PCIe、以太网、HDMI、SATA、USB 2.0/3.0等高速信号的单端及差分信号的阻抗要求

  5. 高速信号的阻抗匹配问题，如何走线才能满足阻抗匹配的要求

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• 硬件调试

  1. 电源电路调试方法

  2. 电源电压输出纹波的测量方法

  3. 纹波和噪声的区别

  4. 以太网电路的调试、MAC芯片和MAC地址的配置

  5. CAN/RS232/RS485电路的调试

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• EMC试验标准以及一些整改技巧

  1. 控制器硬件型式试验标准

  2. 原理图和PCB设计时满足EMC要求的设计要点

  3. EMC试验整改技巧

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基于Linux的实时控制系统搭建实例与EtherCAT主站配置详解

• Linux实时控制系统开发实例

  1. 从无到有的基础 - 开发环境的搭建

  　1.1 搭建Ubuntu-Linux环境 - 虚拟机安装与配置

  　1.2 支持库与编译器是开发环境的基础 - C/C++环境安装与配置

  　1.3 用IDE来编写、调试程序 - Eclipse安装与配置

  2. 让硬件按照我们的思路来启动 - Bootloader配置

  3. 在虚拟机开发环境里搭建嵌入式实时系统

  　3.1 Linux系统第一大件 - 内核构建

  　　3.1.1获取原材料 - 内核与rt-preempt补丁版本选择与源码获取

  　　3.1.2 原材料预处理 - 内核配置修改

  　　3.1.3 原材料加工 - 内核编译

  　3.2 Linux系统第二大件 - 文件系统搭建

  　　3.2.1 获取原材料 - Busybox源码获取

  　　3.2.2 原材料预处理 - Busybox配置修改

  　　3.2.3 原材料加工- Busybox编译

  　　3.2.4 原材料深加工 - 文件系统完善

  　3.3 Linux系统第三大件 – 系统引导Grub2的安装

  　　3.3.1 获取原材料 - Grub2的几种获取方式

  　　3.3.2 原材料预处理 – Grub2的配置文件

  　　3.3.3 原材料加工 – 硬盘分区处理以及Grub2安装

  4. 将实时系统安装到硬盘，即如何烧录

  　4.1 烧录U盘系统搭建

  　4.2 烧录文件以及脚本

  　4.3 烧录测试

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• CODESYS中EtherCAT应用

  1. EtherCAT组态

  　1.1 EtherCAT设备描述文件安装

  　1.2 EtherCAT设备组态以及IO配置

  2. EtherCAT与PLCopen

  　2.1 PLCopen简介

  　2.2 CODESYS中PLCopen库

  　2.3 CODESYS PLCopen库应用

  　2.4 CODESYS驱动伺服动起来

  3. CODESYS EtherCAT扩展配置

  　3.1 专家模式能做什么

  　3.2 如何修改PDO映射

  　3.3 EtherCAT Master高级配置

  4. CODESYS二次开发流程简介

  　4.1 二次开发需要准备什么

  　4.2 CODESYS二次开发环境搭建

  　4.3 二次开发的流程

  　　4.3.1 CODESYS IDE侧如何处理

  　　4.3.2 CODESYS二次开发环境侧如何处理

  　　4.3.3 如何整合CODESYS提供的PLCopen库与二次开发库

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