Das Gantt-Diagramm in Abbildung \ref{fig:gantt} wurde auf eingetretene Verzögerungen angepasst, sodass die Deadline Mitte Dezember eingehalten werden kann.
Abbildung \ref{fig:projektplanung} zeigt den geplanten und benötigten Zeitaufwand für die Erstellung des Meilenstein 3a unterteilt in folgende Aufgabenbereiche:
- Einarbeitung
- Zeitplanung
- Design
- Implementierung
- Verifikation
- Dokumentation
Die Darstellung wird gesondert für die Studenten Marc Kossmann und Michael Riedel betrachtet. Diese Zeiten sind unabhängig von gemeinsam bearbeiteten Aufgaben. Die Abbildung \ref{fig:zeitbedarf} zeigt die komplette geplante und benötigte Zeit, die durch Aufsummierung der einzelnen Meilensteine entsteht.
Die Entity dieser Komponente wurde gemäß Abbildung \ref{fig:register_interface_bd} für die Verwendung mit der Motor-Control-Unit angepasst und bietet nun die zusätzlichen Dateneingänge der steps (Anzahl der verfahrenen Schritte) sowie einem ir-Eingang, der das stoppen des Motors markiert. Ebenfalls wurden die Datenausgänge mode (der vom Benutzer eingestellte Betriebsmodus), die direction (die vom Benutzer gewählte Drehrichtung), speed (die vom Benutzer gewählte Verfahrgeschwindigkeit) sowie run (die Eingabe durch den Benutzer, den Motor zu starten oder zu stoppen). Die Architektur wurde gemäß Kundenwunsch angepasst und korrigiert.
Die Motor-Control-Unit ist die Schnittstelle zwischen dem NIOS-II Prozessor und der Schrittmotor-Einheit. Sie erstellt entsprechend der vom Benutzer eingestellten Betriebsmodi die Pulsweiten-modulierten (PWM)-Signale für den Schrittmotor, aktiviert, stoppt und überwacht das gewünschte Verfahren.
| Kombination | Modus |
|---|---|
| xx00 | Stop |
| xx01 | Continuous Run |
| 0010 | Chain of Steps - 1/4 rotation |
| 0110 | Chain of Steps - 1/2 rotation |
| 1010 | Chain of Steps - 1 rotation |
| 1110 | Chain of Steps - 2 rotations |
| other | reserved |
Table: Betriebsmodi der Motor-Control-Unit \label{tab:modi}
Gemäß Kundenwunsch werden die Betriebsmodi gemäß Tabelle \ref{tab:modi} durch die Komponente zur Verfügung gestellt.
Gemäß Abbildung \ref{fig:motor_control_unit_bd} besteht die Komponente motor_control_unit aus den zwei Teilkomponenten counter und signal_generator. Der Signalgenerator wird dabei durch das clk_out-Signal des Taktteilers gespeist.
Die motor_control_unit wird gemäß Abbildung \ref{fig:motor_control_unit_sm} in Form einer State-Machine realisiert. In ihr sind die Übergänge zwischen den verschiedenen Betriebsmodi, sowie der Anzahl der zu zählenden Schritte für die entsprechenden Rotationen dargestellt. Der Übergang wird nur dann gewechselt, sofern ein clk-Signal, ein gültiger Mode sowie der Benutzer den Motor starten möchte.
Der Counter wird allgemeingültig realisiert. Dadurch kann der Teilerwert individuell durch ein generic konfiguriert und mit unterschiedlichen Frequenzen betrieben werden. Dies ermöglicht eine einfache Anpassung von Meilenstein 3b zu Meilenstein 4.
Der einzustellende Taktteiler berechnet sich wie folgt:
\begin{equation} \begin{aligned} \text{Taktteiler} &= \frac{\text{clk}\text{in}}{\text{clk}\text{out}} \ \ \text{clk}\text{in} &= \text{Eingangsfrequenz} \ \text{clk}\text{out} &= \text{Ausgabefrequenz} \end{aligned} \end{equation}
Der Signalgenerator wird gemäß Abbildung \ref{fig:motor_phases_sm} in Form einer State-Machine realisiert, um die Windungen des Motors in korrekter Reihenfolge anzusteuern.
Damit die motor_control_unit unabhängig vom NIOS-II Prozessor getestet werden kann, wird im Meilenstein 3b eine eigene Komponente erstellt, die gemäß Abbildung \ref{fig:milestone3a} das register_interface und die motor_control_unit mit einer debug_key_detect-Komponente verbindet.
Diese Komponente ermöglicht das gezielte Simulieren der Prozessoranfragen an die Motor-Control-Unit. Sie beschreibt das register_interface mit den gewünschten Daten und initiiert das Verfahren des Schrittmotors.
Gemäß Abbildung \ref{fig:uebersicht-der-komponenten-und-rollen} können die einzelnen Aufgaben, die die jeweiligen Komponenten übernehmen.
