[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]本文将为各位工程师演示 全志T507-H工业评估板(TLT507-EVM)基于IgH EtherCAT控制伺服电机方法,生动说明 Linux-RT + Igh EtherCAT的强大之处! [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]同时,我们对于 T3/A40i、T113-i、RK3568、RK3588J、AM62x、AM64x、NXP i.MX 8M Plus等平台也提供了开源EtherCAT主站IgH案例。 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
Linux-RT系统的优势 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]- 内核开源、免费、功能完善。 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]- RT PREEMPT补丁,使Linux内核成为硬实时操作系统,无需完整的内核重写。 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]- 既有实时性,又有相同的开发生态系统(包括相同工具链、文件系统和安装方法,以及相同的POSIX API等),实现产品快速上市的期望。
Linux-RT实时性测试(Cyclictest工具) [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]Cyclictest常用于实时系统的基准测试,是评估实时系统相对性能的最常用工具之一。Cyclictest反复测量并精确统计线程的实际唤醒时间,以提供有关系统的延迟信息。它可测量由硬件、固件和操作系统引起的实时系统的延迟。 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]基于全志T507-H(硬件平台:创龙科技TLT507-EVM评估板),按照创龙科技提供的案例用户手册进行操作,使用Cyclictest程序测试系统实时性,得出如下测试结果。
图1 Linux-RT-4.9.170内核测试结果
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
图2 Linux-4.9.170内核测试结果
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]对比测试数据,可看到基于Linux-RT-4.9.170内核的系统的延时更加稳定,最大延时更低,系统实时性更佳。
Linux-RT性能测试 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]基于全志T507-H(硬件平台:创龙科技TLT507-EVM评估板),按照创龙科技提供的案例用户手册进行操作,测试分别在CPU空载、满负荷(运行stress压力测试工具)、隔离CPU核心的情况下,得出如下测试结果。 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]备注:测试数据与实际测试环境有关,仅供参考。 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
图3 CPU空载状态
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]CPU空载状态测试,CPU0、CPU1核心Max Latencies值最大,为69us,CPU3核心的Max Latencies值最小,为66us。 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]图4 CPU满负荷状态 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]CPU满负荷状态测试,CPU0核心Max Latencies值最大,为88us,CPU3核心的Max Latencies值最小,为64us。 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]图5 隔离CPU核心状态
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]隔离CPU核心状态测试,CPU0核心Max Latencies值最大,为73us,隔离CPU3核心的Max Latencies值最小,为41us。 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]测试结果如下表所示:
| 最小值 | CPU空载状态 | 69us(CPU0、CPU1) | 64us(CPU3) | 隔离CPU核心状态 | 73us(CPU0) |
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]根据CPU空载、CPU满负荷、隔离CPU核心三种状态的测试结果可知:当程序指定至隔离的CPU3核心上运行时,Linux系统延迟最低,可有效提高系统实时性。故推荐对实时性要求较高的程序(功能)指定至T507-H隔离的CPU核心运行。
T507-H的典型应用领域 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
图6 T507-H核心板典型应用领域
基于全志T507-H的Linux-RT + IgH EtherCAT主站演示
U-Boot:U-Boot 2018 LinuxSDK:LinuxSDK-[版本号].tar.gz(基于全志官方V2.0_20220618) 伺服驱动器:台达ASD-A2-0121-E
图7 IgH EtherCAT主站通过构建Linux字符设备,应用程序通过对字符设备的访问实现与EtherCAT主站模块的通信。 IgH EtherCAT开发包提供EtherCAT工具,该工具提供各种可在Linux用户层运行的命令,可直接实现对从站的访问和设置,如设置从站地址、显示总线配置、显示PDO数据、读写SDO参数等。 IgH EtherCAT官网:https://www.etherlab.org/en/ethercat。 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
(1)正转:伺服电机目标速度从0加速到10000,当达到10000速度后,控制伺服电机减速至0,循环运行。(2)反转:伺服电机目标速度从0加速到-10000,当达到-10000速度后,控制伺服电机减速至0,循环运行。图8
Target#tar -zxf 4.9.170-rt129-g4c65c66.tar.gz [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
执行如下命令替换内核镜像和内核模块,评估板重启生效。
备注:mmcblk1为Micro SD对应的设备节点,如需固化至eMMC,请将设备节点修改为mmcblk0。 Target#dd if=boot.fex of=/dev/mmcblk1p3 conv=fsync Target#cp $(uname -r) /lib/modules/ -r Target#reboo[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]t [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]图10 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]图11
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]图12 [color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]图13
图14 执行如下命令,并查询评估板网卡物理地址。 Target#ifconfig 执行如下命令,加载驱动模块。 Target#insmod -f /root/_install/modules/ec_master.ko main_devices=46:99:F6:AB:1F:19
Target#cp /root/_install/etc/sysconfig/ethercat /etc/sysconfig Target#cp ./_install/modules/ec_master.ko /lib/modules/$(uname -r)
图17
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]
[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]图18
图19
|