架構在嵌入式XP 作業系統與FPGA 的運動控制器系統設計

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Title:	架構在嵌入式XP 作業系統與FPGA 的運動控制器系統設計 PC-based Motion Controller Design with FPGA in XP Embedded System
Authors:	何昆霖 Ho, Kun-Lin
Contributors:	資訊與電能科技研究所
Date:	2005
Issue Date:	2008-10-07 09:32:11 (UTC+8)
Abstract:	本論文探討以 PC 為主的運動控制器系統設計，整體系統包括應用程式的開發、嵌入式作業系統的使用、驅動程式的撰寫、PCI 介面卡的設計和 FPGA 數位電路設計。市面上有越來越多控制器使用以PC 為主，這是由於 PC 的功能越來越強大，而價格卻更為低廉；加上有許多軟體廠商為其開發應用軟體，使得 PC 所能擁有的資源越來越多而增加了設計便利性。然而越來越龐大的 PC 系統卻也造成了相關控制程式設計人員在整合上的困難，尤其以目前一般的作業系統並不提供即時性最為控制人員所困擾。本研究整合軟硬體系統，以硬體解決即時性的問題，同時利用嵌入式系統降低作業系統所需的記憶體空間。硬體部分使用自行開發之PCI 介面卡，此卡主要的特色在於數位電路使用 FPGA 晶片。由於應用 FPGA 晶片做電路設計具有相當彈性，可實現大部分的控制方法，對於即時性相當高的控制演算可將其設計於此，達到輔助軟體即時性的效果。軟體部分使用微軟的嵌入式作業系統，此作業系統可涵蓋所有桌上型作業系統所提供的服務，且可運作於無硬碟的環境，非常適合工業上的使用環境，本系統同時搭配自行開發的應用程式和硬體核心驅動程式，可達到即時控制的效果，最後將所開發的系統應用在工具機上，實現三軸的即時軸控制。
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