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工业机器人驱动芯片:内核性能再拔高,功能覆盖再扩充

字号+作者:admin 来源:激光焊接机 2024年05月10日

(图源:ADI)ADI的ADSP-CM4xx混淆旌旗灯号掌握处理器系列采纳ARM-Cortex M4处理器内核,集成高精度ADC、数字加速器和滤波器、SRAM和闪存和丰厚的外设,适配请求高性能实时掌握和摹拟转换...

电子发烧友网报导(文/李宁远)正在这个系列里,我们已见了很多工业机器人驱动芯片。但这一些还远没有笼盖中国复杂的工业机器人需求。跟着中国工业机器人赛道上玩家的增加,机器人厂商,尤其是中国合作机器人厂商都正在追求最适合本身的主控芯片。之前已列出的系列有打造强盛内核的,有设置强盛通讯功效的,也是有集成进步前辈视觉的,单一决定因素正在厂商们这里已不复存正在,他们通常要考虑拓展机器人功效和把控整机本钱。

上一期我们侧重阐发了设置强盛工业通讯才能的机器人驱动芯片,这一期我们将再来看看一些市占率一样性能还高得吓人的驱动芯片。

SAM S7x/E7x系列

Microchip的产物组非常富厚,不但包罗PIC、AVR、SAM系列,另有应适用于节制分歧机电外设的FPGA,海内很多机器人公司就选用了这一些系列的产物。抛开适用于各种步进、BDC机电的芯片不谈,正在多轴活动节制上,SAM系列的高性能MCU一直是相称奇特的存正在。

(图源:Microchip)

说它怪异,是因为SAM S70和E70使用了300MHz的Arm Cortex-M7内核,这在多轴操纵里是相对少见的挑选。一般来说,增加DSP数据处理指令的M4曾经充足对付工业机械人多轴运控。假如考虑拓展功效,添上FPGA还足以对付现在绝大多数工业机械人运用。那选用M7就只剩下一个目标——寻求最极致的项目性能。

SAM S70和E70还切实其实干到了最极致的性能。S70正在具有高主频的与此同时具有高达64 KB紧耦合内核内存,能够快速驱动FOC节制。为了实现最极致的速度,S70采用了一对2 Msps双的采样12 bit ADC引擎。再加上进步前辈的模仿外设、16 bit PWM取16 bit Timers,S70能够轻松地以高性能实现多轴节制取双机电节制。

E70则和我们上一期的工业通讯主题挂钩。E70继承了S70的全部高端性能,并在高性能操纵基础上加了IEEE-1588以太网和CAN FD毗邻选项。为了应对最庞大的实时操纵,E70能行使QSPI 接口增加 LAN9252 EtherCAT由操纵器,实现基于 EtherCAT 的高性能机电操纵还不言而喻。

Layerscape多核通信处理器系列

工业机器人驱动芯片:内核性能再拔高,功能覆盖再扩充

NXP的活动操纵和机械人计划正在测算性能、内置连通性、低延迟上积累了丰硕的履历,关于多轴活动操纵和机械人利用也是熟路轻车。Layerscape多核通信系列便是NXP正在机械人多轴运控利用上的看家处理器。

(图源:NXP)

这个系列里采用了双核/四核SoC ,有些选取了ARM A53有些则选取了A72,因此在盘算性能上毋庸置疑。这个系列里一切处理器皆内置了衔接选项,能够实现活动节制和机器人运用所需的低延迟和低颤动。

LS1046A和LS1026A是多核通信处置器的两个代表产物。它们将四核(LS1046A)和双核(LS1026A)64位Arm Cortex-A72取数据包处置加快、高速外设相集成。四个CPU作为一个由四个内核构成的集群,同享一个2 MB二级缓存,具有32 KB一级数据缓存和48 KB一级指令缓存的单线程内核,主频高达1.8GHz。个中两个系列所用到的分层互连技能具有高达700 MHz的事情频次。

LS1046A使人印象深刻的凌驾32000 CoreMarks的高性能,能够取10 Gb以太网、第三代PCIe、SATA 3.0、USB 3.0和QSPI接口配对,适配多轴节制简直再适合不外。除硬件自己充足壮大,NXP还给予了一个利用Xenomai Linux的实时开源操作系统,加强机器人活动确定性和实时性。

ADI CM4xx系列

ADI的限时同步活动体系具有精良的位置控制精度和低延迟,这在机械人驱动上是极度危害预期体验的一点。对更高自由度的机械人和更多的机械吞吐量而言,具有更快伺服驱动器呼应工夫和更切确轴同步的驱控芯片无疑是很吃香的。

(图源:ADI)

ADI的ADSP-CM4xx混淆旌旗灯号掌握处理器系列采纳ARM-Cortex M4处理器内核,集成高精度ADC、数字加速器和滤波器、SRAM和闪存和丰厚的外设,适配请求高性能实时掌握和摹拟转换的机械人多轴掌握利用。自然ADI另有许多能够适配工业机械人运控的产物,MCU和DSP都有。

CM4xx系列单论掌握,CM407F-A是个中较为明眼的一个。CM407F夹杂旌旗灯号掌握处理器集成双通道高精度16 bit ADC和一个240MHz M4处理器内核,集成了384KB SRAM存储器、2MB闪存、光伏(PV)逆变器掌握、机电掌握和其他嵌入式掌握运用而优化的加速器和外设。

内核集成的浮点运算能够支撑初级编程模子和庞杂算法,双通道的16 bit ADC则适用于高精度的机电闭环控制。ADI的ADC模块就不消多说了,无失码、11+ ENOB和转换速率高达380ns,其性能的强大和抢先已不需要描写了。

为了更好地处理智能操纵题目,CM407F-A多加上了初级PWM和定时器功效,有用提拔转矩颠簸和机电性能。为了更利便拓展往后的机器人运用,该系列供应了16位异步存储器,可衔接外置SRAM或FPGA。无论是性能的拔高照样功效的扩大,皆进一步增加了工业机器人的智能驱动本领。

小结

有关工业机器人的活动操纵已从最根蒂根基的开/关定速机电进步到机器人技能中庞大的多轴伺服驱动。高性能的机器人驱控芯片遍地开花而且进步更新极快。下一期,我们将细数有哪些国产芯片同样在大展经纶。


参考资料

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