バス制御システムにおいて、フィールドバスの伝送速度と同期精度は、多軸協調加工タスクの完了速度と精度に影響を与える重要な要素です。高速・高精度な製造装置の制御システムのフィールドバス伝送速度および同期精度の性能要求を満たし、産業通信バスの情報セキュリティの問題を解決するため、国産FPGAチップをプラットフォームとし、IEEE802.3規格に準拠した汎用イーサネットインターフェース回路を設計し、線形カスケード型ネットワークトポロジーを構築しました。産業制御プロセスデータとサービスデータのチャネル伝送原理を研究し、チャネルマッピングによるデータ伝送方法を提案して、バスデータの伝送効率を向上させました。分散クロック同期機構を採用し、タイムスタンプを利用してネットワーク伝送遅延と時間ずれを計算し、バスコントローラに補償を行うことで同期制御を達成しました。実験結果により、設計された高精度同期リアルタイムイーサネットバスコントローラは、100 Mb/sイーサネットリンクで最小通信周期が250μsに達し、ネットワークの各ノードの同期精度は50ns未満であり、国際先進水準に達しています。

バス制御システム;リアルタイムイーサネットバス;フィールドプログラマブルゲートアレイ;チャネルマッピング;クロック同期