01
运动控制基础
运动控制概述 · 伺服/步进电机原理 · 位置/速度/扭矩模式 · 系统组成
基础电机
02
FPGA与运动控制
为什么用FPGA · 并行计算优势 · 典型芯片选型
FPGA架构
03
IP核设计规范
AXI4-Lite/Stream接口 · 寄存器映射 · 时序约束与同步
接口规范
04
脉冲发生器设计
梯形/S形加减速 · RTL实现 · 仿真验证
算法RTL
05
编码器接口设计
增量/绝对式(BISS/SSI) · 毛刺滤波 · 倍频
编码器协议
06
位置环PID控制器
PID数字化 · 位置环RTL · 积分饱和与抗饱和
控制PID
07
速度环与电流环
速度环设计 · 电流采样 · 三环联动 · FPGA要点
驱动联动
08
运动规划器
直线/圆弧插补 · S形速度规划 · 多轴同步
插补轨迹
09
数字滤波器设计
FIR滤波器 · 低通/陷波 · FPGA资源优化
滤波DSP
10
PWM生成与死区控制
中心/边沿对齐 · 死区插入 · RTL实现
PWM死区
11
故障保护与安全逻辑
急停 · 超限保护 · 过流过压 · 安全状态机
安全故障
12
IP核集成与总线接口
AXI4-Lite从机 · AXI4-Stream主机 · 中断控制器
总线集成
13
仿真验证环境搭建
SystemVerilog · UVM平台 · 覆盖率驱动
验证UVM
14
测试用例设计
功能/边界/随机测试 · 错误注入
测试用例
15
时序分析与优化
静态时序分析 · 关键路径 · 流水线 · 收敛技巧
时序优化
16
资源优化与功耗管理
资源利用率 · 时钟门控 · 动态功耗降低
功耗资源
17
硬件在环测试
FPGA原型验证 · 真实电机联调 · 示波器/逻辑分析仪
HIL调试
18
固件与驱动开发
Linux驱动 · SPI/UART · 上位机控制软件
驱动固件
19
系统标定与校准
编码器零位 · 电流偏置 · PID自整定
标定校准
20
多轴同步控制
EtherCAT协议 · 分布式时钟 · 多轴插补同步
同步EtherCAT
21
工业总线接口
EtherCAT从站 · CANopen · PROFINET
总线工业
22
安全完整性等级
ISO 13849 · SIL3设计 · 冗余与诊断
安全标准
23
IP核封装与交付
打包流程 · 文档规范 · 仿真模型交付
交付IP
24
版本控制与项目管理
Git应用 · 项目管理工具 · 团队协作
Git管理
25
案例1：单轴伺服驱动器IP
需求分析 · 架构 · RTL实现 · 验证测试
案例伺服
26
案例2：三轴机械臂运动控制
运动学解算 · 轨迹规划 · 多轴同步 · 调试
机械臂案例
27
案例3：CNC雕刻机控制
G代码解析 · 速度前瞻 · 轮廓误差控制
CNC雕刻
28
案例4：AGV小车运动控制
差速驱动 · 里程计融合 · 闭环控制
AGV移动
29
前沿技术
AI运动控制 · 自适应控制 · 数字孪生
AI前沿
30
课程总结与展望
IP核开发回顾 · 行业趋势 · 职业建议
总结职业