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MicroBlaze在电机和运动控制方面的设想

菜鸟
2017-06-27 14:45:26     打赏
MicroBlaze在电机和运动控制方面的设想
比较当今的SOPC,目前流行的有LEON3、NIOS、CorTex-M3、MicroBlaze;其中LEON3功能很强,支持FPU单元,但是商业应用需要授权,试验研究不需要授权,随着社会认识的发展和理性,知识产权问题不得不考虑。而NIOS、CorTex-M3、MicroBlaze为随软件和器件授权,比较适合商业应用模式。在电机应用中的考虑,

下面是我的分析,欢迎大家讨论。
 
电机和运动控制应用面临几大问题:
1)处理能力要求;电机一个PWM周期内(20KHz ~ 5KHz -> 50us ~ 200us),要把下一步的控制量计算出来;为廖提高效率,目前繁琐的汇编和定点模拟浮点运算增加了复杂度,要求处理器具有浮点预算功能。
2)外设的可扩充性;要求有编码器QEP解码能力,如果是要支持串行编码器解码,目前需要新增外部接口电路;还要考虑到产品升级和可持续性的问题;这就要求处理器带有逻辑扩展功能。
3)部分低成本多电机控制场合,要求一个控制器能控制3台小功率电机,降低系统成本,目前还没有单芯片解决方案;可配置多核处理器是理想的解决方案。
4)在运动控制场合,需要外扩复杂的逻辑,但同时又要兼顾处理能力和接口功能扩展的问题。
 
综合一下,个人感觉,可配置处理器是今后比较理想的解决方案,具有以下优点:
1)处理器可配置,外设可配置
2)逻辑功能扩展灵活
3)FPGA价格逐渐降低,到了一个可以接受的门槛
 
但是同时具有以下缺点:
1)模拟功能很弱,电机控制应用需要扩展比较贵的ADC芯片
2)抗干扰问题,电机控制应用场合1.2V的内核电压容易受到干扰
3)目前I/O都不支持5V,降低了系统的抗干扰能力
4)门槛高,用户需要懂得处理器的可配置操作和编译;提高了入门的门槛,最好是配置软件配置,想C语言一样编译那么简单
 
在处理器上,分析比较,觉得MicorBlaze是电机和运动控制目前阶段的优选。
1)MicroBlaze可以集成浮点处理单元(FPU),满足电机和运动控制处理能力的要求
2)不需要授权,随软件授权,适合商业应用
3)IP核丰富,但是需要商业授权 --- MicroBlaze的费用可以从这儿分担(个人看法,不全对)
4)NIOS、CorTex-M3目前都不支持FPU
5)Sparten-3E系列芯片价格已经到可以接受的程度
 
想发起MicroBlaze电机应用开源项目,想听听各位朋友的想法和参与讨论。 


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