Implementierung von EnDat

Die Implementierung der EnDat Schnittstelle läuft typischerweise in vier Stufen ab:

  • Umsetzung des „Physical Layers“; d.h. Timing, „bits and bytes“, …
  • Kommunikation auf Basis von Mode-Befehlen
  • Umsetzung komplexerer Abläufe, z.B. Speicherzugriff
  • Einbindung der EnDat Kommunikation in die Reglerstruktur unter Beachtung der verschiedenen Encoder Profile (absolut, inkremental, linear, rotativ, …)

Für die einzelnen Stufen der Implementierung stehen von HEIDENHAIN verschiedene Hilfsmittel zur Verfügung:

  • Dokumentation
  • EnDat Demotool Software
  • EnDat Master

Die weitere Übersicht beschreibt diese Hilfsmittel im Überblick und zeigt am Ende die Verwendung dieser in den einzelnen Stufen der Implementierung.

Dokumentation:

Technische Information zu EnDat:
Für einen ersten Überblick über die Leistungsfähigkeit von EnDat dient die Technische Information. Hier sind alle wesentlichen Merkmale von EnDat kompakt zusammengefaßt.

EnDat Dokumenten-Landschaft

FAQ:
Im FAQ-Bereich sind alle Informationen zusammengefasst, die in der Vergangenheit in gehäufter Form mit unseren Kunden diskutiert wurden.

Hier geht es in den FAQ-Bereich

EnDat Spezifikation:
Die EnDat Spezifikation beinhaltet detailliert alle Angaben zur physikalischen Schnittstelle, dem Timing und den übertragenen Dateninhalten. Diese Informationen werden für die Implementierung der EnDat Schnittstelle in Folge-Elektroniken benötigt. Bitte kontaktieren Sie Ihren Ansprechpartner bei HEIDENHAIN für weitere Informationen.

Application Notes:
Beinhalten eränzende Angaben zur Spezifikation in Bezug auf folgende Themen:

  • Strukturierung von Mode-Befehl-Sequenzen
  • Online-Diagnose
  • Nullpunktverschiebung
  • Behandlung von inkrementalen Messgeräten
  • Implementierungsbeispiel
  • Implementierung der Mode-Befehle
  • Test der Implementierung

EnDat Seminar:
Das EnDat Seminar bietet detaillierte Information rund um die verschiedenen Aspekte der EnDat Schnittstelle:

  • EnDat Spezifikation
  • Informationen zu Kabeln und Steckverbindern
  • Informationen zum EnDat Master
  • Praktische Übung zur Kommunikation mit EnDat Messgeräten über die Mode-Befehle
  • Informationen zu Online-Diagnose, Nullpunktverschiebung, ….

Die Diskussion der oben genannten Themen erfolgt anhand des „EnDat 2.2 Arbeitsbuches“, das alle Informationen (inklusive EnDat Spezifikation) in kompakter Form beinhaltet.
Bitte kontaktieren Sie Ihren Ansprechpartner bei HEIDENHAIN für weitere Informationen.

Bitte kontaktieren Sie Ihren Ansprechpartner bei HEIDENHAIN für weitere Informationen.

EnDat Demotool Software:
Die Kommunikation zwischen Messgerät und Folge-Elektronik über die EnDat Schnittstelle basiert auf Mode-Befehlen, welche die Folge-Elektronik an das Messgerät sendet. Die Mode-Befehle bestimmen dabei den Dateninhalt der übertragen wird,  z.B. Positionswert, Parameter, Diagnose, ...
Die Demotool Software ist lauffähig auf dem PWM 20 und der IK 215 und erlaubt auf einfache Weise die Kommunikation mit dem Messgerät auf Basis der Mode-Befehle:

  • Anzeige der rückgemeldeten Werte des Messgerätes (Position und Zusatzinformation)
  • Eingabe der dem Messgerät zu übergebenden Parameter für jeden Mode-Befehl möglich
  • Anzeige von Fehlerzuständen der Kommunikation
  • Einstellung der Übertragungsfrequenz ist möglich
  • Auf einer Protokollseite wird die Kommunikation für eine spätere Analyse mit aufgezeichnet.
  • Es werden EnDat 2.1 und 2.2 Mode-Befehle unterstützt.

Diese Features unterstützen den Design-Prozess in folgender Weise:

  • im ersten Schritt kann die Kommunikation mit Mode-Befehlen außerhalb des Regelkreises erprobt werden
  • Benutzung als Referenz im Verlauf der Integration des EnDat Masters in den Regelkreis
  • Service von Messgeräten zusammen mit der ATS-Software und dem PWM 20 (bzw. der IK 215)

EnDat Master:
Der EnDat Master übernimmt die Kommunikation zu den EnDat Messgeräten von HEIDENHAIN. Damit wird auf einfache Weise die Übermittlung von Positions- und Zusatzinformationen an die übergeordnete Applikation ermöglicht. Die Integration des EnDat Masters kann mittels eines Mikro-Controller (µC) oder eines FPGA (Field Programmable Gate Array) bzw. ASIC erfolgen.

Die Lösungen mit µC werden dann verwendet, wenn die angestrebten Taktfrequenzen verhältnismäßig niedrig sind. Für die Integration in einen µC ist bei HEIDENHAIN ein Beispielcode für die Implementierung der EnDat 2.1 Mode-Befehle erhältlich; bitte kontaktieren Sie Ihren Ansprechpartner bei HEIDENHAIN für weitere Informationen.

Die Integration in ein FPGA bzw. ASIC wird v.a. dann gewählt, wenn hohe Übertragungsfrequenzen bei rein serieller Datenübertragung angestrebt werden. Für die Integration in ein FPGA bzw. ASIC stehen verschiedene Varianten zur Verfügung; folgende Grafik zeigt das Blockschaltbild zu den Varianten des EnDat Master:

  • EnDat Master Standard
  • EnDat Master Reduced (nur EnDat Protocol Machine)
  • EnDat Master Light (nur EnDat Protocol Machine)

EnDat Master Standard:
Für die Implementierung der EnDat 2.2 Schnittstelle in Folgeelektroniken genügt aufgrund der rein seriellen Datenübertragung ein FPGA oder ASIC als Master. Um die Integration des EnDat Master in Folgeelektroniken zu erleichtern wurde von der Firma MAZeT (www.mazet.de) ein EnDat Master Softmacro („EnDat Master Standard“) entwickelt, das folgende wesentliche Merkmale aufweist:

  • Abgeschlossener Code-Block, der von HEIDENHAIN getestet wurde.
  • Über Testvektoren ist die Implementierung des Code-Blocks abgesichert.
  • Ausgelegt auf kurze „Time-to-market“
  • Es werden alle EnDat Messgeräte von HEIDENHAIN unterstützt.

Weitere Informationen und Dokumentation sind von MAZeT verfügbar:

  • Informationsblatt EnDat Master Softmacro
  • Dokumentation zum EnDat Master Softmacro
  • Software-Beispiele zum EnDat Master Softmacro

Bitte kontaktieren Sie MAZeT (www.mazet.de) für weitere Informationen.

EnDat Master Reduced:

  • Es ist nur die reine EnDat Funktionalität (EnDat Protocol Machine) integriert.
  • Es werden alle EnDat Messgeräte von HEIDENHAIN unterstützt.
  • „Time-to-market“: ungünstig im Vergleich zum EnDat Master Standard, da erweitere Tests notwendig sind.
  • Eine weitere Unterstützung hinsichtlich des komfortablen Handlings des Code oder eine Mikrocontroller-Schnittstelle ist nicht gegeben.
  • Die Code-Größe ist aufgrund der eingeschränkten Funktionalität geringer als die des EnDat Master Standard
  • Der Code wurde nur im Rahmen einer Beispiel-Applikation getestet.
  • Kurz-Dokumentation ist erhältlich.

Für weitere Informationen zu Applikationen des EnDat Master Reduced kontaktieren Sie bitte Ihren Ansprechpartner bei HEIDENHAIN

 EnDat Master Light:

  • VHDL Beispielcode, der nur einen Teil der EnDat Funktionalität abdeckt
  • Es werden nur absolute EnDat Messgeräte unterstützt, keine inkrementalen und batteriegepufferten Messgeräte
  • „Time-to-market“: ungünstig im Vergleich zum EnDat Master Standard, da erweitere Tests notwendig sind.
  • Nur die Position wird im rein seriellen Betrieb übergeben, keine EnDat Zusatzinformationen
  • Eine weitere Unterstützung hinsichtlich des komfortablen Handlings des Codes oder eine Mikrocontroller-Schnittstelle ist nicht gegeben.
  • Die Code-Größe ist deutlich geringer als bei den Varianten Standard und Reduced.
  • Der Code wurde nur im Rahmen einer Beispiel-Applikation getestet.
  • Kurz-Dokumentation ist erhältlich (nur Englisch).

Der EnDat Master Light kann als Beispiel-VHDL-Code kostenlos zur Verfügung gestellt werden. Bitte kontaktieren Sie Ihren Ansprechpartner bei HEIDENHAIN.

FPGA Entwicklungsboards die eine Implementierung der EnDat Schnittstelle erlauben:

Caribou Board
FalconEye motor control reference design
Industrial Networking Kit
Texas Instruments

Die Stufen der Implementierung und zugehörige Hilfsmittel

Stufe 1

Umsetzung des Physical Layers

Die genaue Beschreibung des Timings und der „bits and bytes“ ist in der EnDat Spezifikation hinterlegt. Mithilfe der EnDat Spezifikation kann die komplette Implementierung der EnDat Schnittstelle erfolgen. Von der Fa. MAZeT ist ein FPGA Softmacro erhältlich, das die Umsetzung des Physical Layers komplett abdeckt. Dieses Softmacro wurde bei HEIDENHAIN getestet und wird für die Implementierung der EnDat Schnittstelle empfohlen. Der Einsatz des EnDat Softmacros reduziert die Entwicklungszeit (time to market) und stellt eine fehlerfreie Kommunikation sicher. Damit reduzieren sich auch die Testaufwände auf ein Minimum. Weitere Informationen sind unter http://www.mazet.de/ verfügbar.

Stufe 2

Kommunikation auf Basis von Mode-Befehlen

Die Kommunikation zwischen Steuerung und dem EnDat Messgerät basiert auf den „Mode-Befehlen“. In einer zweiten Stufe der Implementierung werden die Mode-Befehle benutzt, um eine Grundkommunikation mit dem Messgerät zu etablieren. Von HEIDENHAIN ist die Demotool-Software erhältlich, die es ermöglicht einzelne Mode-Befehle an das Messgerät zu senden. Zum Austesten der Mode-Befehle kann zusammen mit dem EnDat Master Softmacro auf Kundenseite sehr einfach eine „low-level“ Applikationssoftware aufgesetzt werden. Die Kommunikation basiert auf einfachen Registerzugriffen.

Stufe 3

Umsetzung komplexerer Abläufe, z.B. Speicherzugriff

In der dritten Stufe der Implementierung werden dann Abläufe, die das Senden mehrerer Mode-Befehle umfassen, benötigt. Mit diesen Abläufen werden dann komplexere Aufgaben, z.B. einen Speicherzugriff abgehandelt. Dazu sind im Anhang der EnDat Spezifikation Abläufe hinterlegt, die detailliert die benötigen Schritte erklären. Für das EnDat Softmacro von MAZeT sind die gleichen Abläufe als Beispielprogramme in „C“ erhältlich.

Stufe 4

Einbindung der EnDat Kommunikation in die Reglerstruktur

In der letzten Stufe der Implementierung müssen dann die Abläufe in die Reglerstrukturen unter Beachtung der verschiedenen Encoder Profile (absolut, inkremental, linear, rotativ, ..) eingebunden werden.