Hardware Implementation of Motor Controller Based on Zynq EPP(Extensible Processing Platform)

Zynq EPP를 이용한 모터 제어기의 하드웨어 구현

In this paper, we implement a hardware for motor control based on FPGA + embedded processor using Zynq EPP which is All Programmable SoC in order to improve a structural problem of motion control based on such as DSP, MCU and FPGA previously. The implemented motor controller that is fused controller with advantage of FPGA and embedded processor. The signal processing part of high velocity motor control is performed by motor controller based on FPGA. A motion profile and kinematic calculation that are required algorithm process such as operation of a complicate decimal point has processed in an embedded processor based on dual core. As a result of a hardware implementation, it has an advantage that has can be realized an effect of distribution process in one chip. It has also an advantage that is able to organize as a multi-axis motor controller through adding the IP core of motor control implemented on FPGA.

본 논문에서는 기존의 DSP, MCU, FPGA 기반의 모션 제어기들의 구조적인 문제점을 개선하기 위하여 최신 All Programmable SoC 인 Zynq EPP를 이용한 FPGA + 임베디드 프로세서 기반의 모터 제어기에 대한 하드웨어를 구현하였다. 구현한 모터 제어기는 FPGA와 임베디드 프로세서의 장점을 융합한 제어기로서 고속의 모터 제어용 신호처리 부분은 FPGA 기반의 모터 제어기가 수행한다. 복잡한 소수연산 등의 알고리즘 처리가 요구되는 모션 프로파일 및 기구학 계산 등은 듀얼 코어 기반의 임베디드 프로세서에서 처리하여 하나의 칩에서 분산처리 효과를 실현할 수 있는 구조적인 장점을 가진다. 또한 FPGA 상에 구현된 모터 제어 IP 코어의 추가를 통하여 손쉬운 다축 모터 제어기로의 구성이 가능한 장점도 가진다.