您好,欢迎光临!   请登录 免费注册    
  您的位置:电子变压器资讯网 > 资讯中心 >  行业动态 > 正文
工业马达引动芯片架构之争 ARM阵营渐成市场主流
[发布时间]:2015年6月17日 [来源]:CTIMES [点击率]:3146
【导读】: 据市场调查机构M&M的研究报告指出,单就全球高效马达市场就可望从2012年的317.9亿快速成长到2018年的914.6亿元美金,年复合成长率 (GAGR) 将近20%。而在2012年5月...

图三 : 随着技术演进,MCU的能力日益强大,在工业马达领域已有不小的影响力

  MCU锋芒渐露 主因在浮点运算与生态系统
  于常涛谈到,以ADI现有的方案而言,像是需要精准控制的伺服或是永磁同步马达,ADI会采用Cortex-M4架构来因应这类的需求,一方面是因为M4的性价比高,再来产业界对于ARM架构的处理器核心,有相当高的熟悉度,其相关的生态系统也有一定的完整度。不过,由于ADI旗下也有DSP的产品线,于常涛强调,ADI的DSP架构产品,偏重相对高端的应用,像是较为复杂的马达系统会需要运动轨迹的规划的设计,这就会需要动用到DSP的运算能力。
  英飞凌工业与多元电子市场部经理黄国为也颇为同意于常涛的看法,他认为,FPGA、DSP再到MCU这三者之间各有利基,端看市场需求。

  在过去MCU性能还不是如此强大的情况下,许多马达控制采用DSP架构就足以应付,但随着MCU开始加入浮点运算功能后,在性能方面已经逐渐提升又兼具控制周边的情况下,其实是可以开始取代部份DSP甚至是FPGA的应用领域,但他还是强调,市场上还是有少部份特殊或是需要极高精准度的工业马达领域,还是会需要FPGA与DSP。

  导入ARM处理器 FPGA一手掌握马达系统设计
  尽管有许多MCU业者大力倡导MCU架构在工业马达领域拥有不少优势,不过FPGA大厂赛灵思则有稍为不同的看法。
  赛灵思(Xilinx)亚太区Zynq业务开发经理罗霖表示,就运算效能而言,FPGA、DSP与MCU相较,FPGA仍然是居于领先位置,DSP居中,MCU则是敬陪末座。主要原因在于FPGA具有平行运算的效能,相较于序列运算的DSP与MCU而言,的确有其效能上的优势,所以在运算速度上也明显优于DSP与MCU。他直言,只要能在最短时间处理完工作,就有办法把运算资源拿来处理其他事情。
  罗霖指出,过去在多马达设计上,会采用DSP、FPGA与MCU同时搭配的作法,DSP负责演算法、FPGA负责高速I/O,MCU则是负责使用者介面与网路通讯等工作,彼此之间分工合作来完成设计,不过随着技术演进,当FPGA也内建处理器之后,就有能力一次处理前述所有的工作内容,其言下之意就是Zynq系列,能够处理这类的工作。由FPGA负责处理通讯介面的工作,Cortex-A9双核心处理器,则专职处理多种的工业通讯协定。

 

图五 : 不光是MCU的性能有所提升,FPGA也不遑多让,在内建了处理器之后,其性能也有相当程度的进展,对于复杂的工业马达设计也能轻松驾驭。(Source:赛灵思)

  不过,马达设计上,除了需要精准的数位讯号控制外,马达本身的电源输出表现也会影响马达精准度的表现。
  杨正廉也同意,在马达控制上,电流与电压的供应精准度的确是一门学问,但他强调,尽管MOSFET与IGBT等电源周边元件有其重要性,但是数位控制本身还是最重要的关键,所以类比电源电路与数位控制还是可以区分两个层面来看,会较为简单。不过,未来电源管理也开始走向数位化的情况下,杨正廉透露,采用MCU进行电源系统的管理也是可行的作法,换言之,若要让马达控制达到最佳化,马达转速、角度的精准度乃至电源供应上,实务上可以用两颗MCU就完成整个系统设计。
  不过,罗霖也透露,Zynq可以输出PWM(脉宽调变)讯号对IGBT(绝缘闸极双极性电晶体)甚至是新一代的SiC(碳化矽)元件进行控制,以让电源输出表现稳定。罗霖也自信地表示,马达两大关键:控制与电源输出,都能用Zynq来完成,无需其他MCU与DSP支援。

  结论
  不论是从MCU或是FPGA业者的口中,可以约略看出,ARM阵营在工业马达已有相当的影响力,自从M4处理器核心推出之后,更有助于MCU在工业马达领域开疆辟土。当然,马达整体表现的好坏与否,不光只是靠主芯片的表现,包含周边元件的搭配、演算法的撰写能力等,都会是关键之一。
  黄国为也强调,马达系统设计的好坏与否,还是取决于客户的设计能力高低,但仍然不脱可靠度与安全性等这类大方向的思维,系统一旦出现异常,MCU本身该作何处置?这才是客户关心的课题。
  总体而言,尽管芯片架构决定了其市场定位,但随着MCU的势起,芯片架构阵营之间的竞争也随之浮上台面,工业马达市场未来将会如何演变,值得我们继续关注。

投稿箱:
   电子变压器、电感器、磁性材料等磁电元件相关的行业、企业新闻稿件需要发表,或进行资讯合作,欢迎联系本网编辑部QQ: , 邮箱:info%ett-cn.com (%替换成@)。
第一时间获取电子变压器行业资讯,请在微信公众账号中搜索“电子变压器资讯”或者“dzbyqzx”,或用手机扫描左方二维码,即可获得电子变压器资讯网每日精华内容推送和最优搜索体验,并参与活动!
温馨提示:回复“1”获取最新资讯。