选择最适合的电机控制方案(2)

目前大部分产品都把电流环控制作为DSP的一个协处理来考虑，而速度或位置环控制则由DSP芯片来实现。一般情况下，由于位置控制比较灵活，且差异性比较大，很难做到通用性，所以位置环一般由DSP来直接完成;但速度和电流环相对具有通用性，且互相关联紧密，以致高性能的速度控制都离不开电流控制，因此完全可以把它们集成到一个芯片中处理，这样既 可以实现速度伺服控制，又可以单独进行电流控制，还可以和DSP共同构成位置伺服系统。赛灵思FPGA内部还提供了32位MCUMICROBLAZE，则可以进一步把位置、速度、电流三种控制全部由一片FPGA来实现，客户可以完全定制出一款满足特殊需要的SOC芯片。而且一旦试制成功如要大批量生产，还可以按照FPGA的设计直接定做ASIC芯片来降低成本。另外，FPGA在很多场合也充当MCU/DSP的协处理功能，在组合逻辑、总线和接口扩展方面也充当着十分重要的角色。

另外随着工艺技术水平的提高，FPGA芯片在功耗和成本方面也越来越显示出明显的优势。赛灵思公司最近推出的SPARTAN-6系列是基于45纳米技术，十分适合工业控制的应用，它内部集成了DSP硬核、存储控制器硬核、PCIE硬核等先进技术，客户可以实现矢量控制算法，高速互联来满足复杂的伺服系统要求。

FPGA作为MCU/DSP协处理器功能已经广泛应用在大部分电机控制产品中，提供了诸如逻辑、接口扩展和总线功能。同时赛灵思的第三方，如赛灵思授权代理商安富利公司也提供了大量的外设接口和工业总线IP核，丰富了电机控制领域的应用。

赛灵思会在近期推出基于交流电机矢量控制的参考设计，并提供演示板和FPGA源代码。客户可以在此平台基础上开发适合自己应用的产品。我们还计划提供运动控制引擎和直接转距控制的算法实现，给客户提供更多的选择以满足现场更高性能的需要。

我们的FPGA芯片已经在高端数控机床、高端伺服系统、高端变频器、激光打标机、机器人产品中得到了广泛应用。国外的大企业如Siemens、GE、ABB等大多采用FPGA做为核心处理平台来实现一片SOC的解决方案。目前国内企业在高端伺服产品的研发水平还远远落后于国外、但我们相信在中国政府鼓励国内企业研发自己知识产权的产业政策下，FPGA必将充当越来越重要的角色。

ACTEL公司

现在，市场已经出现广泛的采用电机控制的新兴市场应用，因此也对电机控制器/驱动器提出不同的要求。用于AC和DC电机控制的新设计必须具备以下特点：高效率、尽可能低的功耗;工作时间较长而性能不受影响。

传统上，嵌入式系统设计人员一直考虑采用MCU+ASSP解决方案。然而设计人员通过使用结合MCU、模拟外设、嵌入式闪存、可编程逻辑，以及真正的单芯片运作的解决方案(如SMARTFUSION)，现在可以实现先前仅有定制解决方案能够达到的高集成度水平。

SMARTFUSION智能混合信号FPGA对系统运作有着重要的影响。由于ARMCORTEX-M3处理器是与FPGA架构分离的标准单元模块，这样，二者可以独立地运作。因此，FPGA架构在进行重新编程时，无需中断处理器的运作。这也允许在处理器处理关键性的系统功能的同时，根据需要更新用户逻辑的功能。同样地，在处理器固件更新期间，用户逻辑也可以继续运作。

该智能混合信号FPGA提供了以下性能优势：可定制的稳健的PWM，实现更精密的控制算法;相比软件解决方案，具有速度更快、确定性更高的控制系统，从而减少电流纹波和噪声;即时响应用户I/O(如紧急制动报警);控制算法的硬件加速;高速闪存能够更快地访问查找表等。

ACTEL的DSP设计流程可让设计人员使用MATLAB和SIMULINK，配合完备的DSPBLOCKSET和ACTELIP集，以较高的抽象水平来评测算法。DSP设计人员现在可以使用我们业界领先的工具集，运行一个无缝、直观的设计流程，来解释、优化和验证RTL级、逻辑门级和物理级设计。

在传统的电机应用中使用更小、更具成本效益的电机，渐渐成为工业领域使用电子电机控制技术的一个重要因素。SMARTFUSIONFPGA可为需要真正的系统级芯片(SOC)解决方案的嵌入式系统设计人员提供比传统固定功能微控制器方案更大的灵活性，且成本比嵌入软核处理器传统FPGA方案低得多。