工业机器人驱动芯片：内核功用再提高，功用掩盖再扩大

电子发烧友网报导（文/李宁远）在这个系列里，咱们现已见了不少工业机器人驱动芯片。但这些还远没有掩盖国内巨大的工业机器人需求。跟着国内工业机器人赛道上玩家的增多，机器人厂商，尤其是国内协作机器人厂商都在寻求最适合自己的主控芯片。之前现已列出的系列有打造强壮内核的，有装备强壮通讯功用的，也有集成先进视觉的，单一决定因素在厂商们这儿现已不复存在，他们往往要考虑到拓宽机器人功用以及把控整机本钱。

上一期咱们侧重剖析了装备强壮工业通讯才能的机器人驱动芯片，这一期咱们将再来看看一些市占率相同功用也高得吓人的驱动芯片。

SAM S7x/E7x系列

Microchip的产品组十分丰厚，不只包括PIC、AVR、SAM系列，还有运用于操控不同电机外设的FPGA，国内不少机器人公司就选用了这些系列的产品。抛开用于各类步进、BDC电机的芯片不谈，在多轴运动操控上，SAM系列的高功用MCU一直是适当共同的存在。

（图源：Microchip）

说它共同，是因为SAM S70和E70运用了300MHz的Arm Cortex-M7内核，这在多轴操控里是相对罕见的挑选。一般来说，增加DSP数据处理指令的M4现已满足敷衍工业机器人多轴运控。假如考虑到拓宽功用，添上FPGA也足以敷衍现在绝大多数工业机器人运用。那选用M7就只剩余一个意图——寻求最极致的项目功用。

SAM S70和E70也确实做到了最极致的功用。S70在具有高主频的一起具有高达64 KB紧耦合内核内存，能够快速驱动FOC操控。为了完成最极致的速度，S70选用了一对2 Msps双的采样12 bit ADC引擎。再加上先进的模仿外设、16 bit PWM与16 bit Timers，S70能够轻松地以高功用完成多轴操控与双电机操控。

E70则和咱们上一期的工业通讯主题挂钩。E70承继了S70的一切高端功用，并在高功用操控根底上增加了IEEE-1588以太网和CAN FD衔接选项。为了应对最杂乱的实时操控，E70能运用QSPI 接口增加 LAN9252 EtherCAT从操控器，完成根据 EtherCAT 的高功用电机操控也不在话下。

Layerscape多核通讯处理器系列

NXP的运动操控和机器人计划在核算功用、内置连通性、低推迟上积累了丰厚的经历，关于多轴运动操控和机器人运用也是驾轻就熟。Layerscape多核通讯系列便是NXP在机器人多轴运控运用上的看家处理器。

（图源：NXP）

这个系列里选用了双核/四核SoC ，有些选取了ARM A53有些则选取了A72，因此在核算功用上毋庸置疑。这个系列里一切处理器都内置了衔接选项，能够完成运动操控和机器人运用所需的低推迟和低颤动。

LS1046A和LS1026A是多核通讯处理器的两个代表产品。它们将四核（LS1046A）和双核（LS1026A）64位Arm Cortex-A72与数据包处理加快、高速外设相集成。四个CPU作为一个由四个内核组成的集群，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。其间两个系列所用到的分层互连技能具有高达700 MHz的作业频率。

LS1046A令人形象深入的超越32000 CoreMarks的高功用，能够与10 Gb以太网、第三代PCIe、SATA 3.0、USB 3.0和QSPI接口配对，适配多轴操控确实再适宜不过。除了硬件自身满足强壮，NXP还供给了一个运用Xenomai Linux的实时开源操作体系，增强机器人运动确定性和实时性。

ADI CM4xx系列

ADI的限时同步运动体系具有杰出的方位操控精度和低推迟，这在机器人驱动上是十分影响实践体会的一点。对更高自由度的机器人和更多的机器吞吐量来说，具有更快伺服驱动器呼应时刻和更准确轴同步的驱控芯片无疑是很吃香的。

（图源：ADI）

ADI的ADSP-CM4xx混合信号操控处理器系列选用ARM-Cortex M4处理器内核，集成高精度ADC、数字加快器和滤波器、SRAM和闪存以及丰厚的外设，适配要求高功用实时操控和模仿转化的机器人多轴操控运用。当然ADI还有许多能够适配工业机器人运控的产品，MCU和DSP都有。

CM4xx系列单论操控，CM407F-A是其间较为亮眼的一个。CM407F混合信号操控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）逆变器操控、电机操控和其他嵌入式操控运用而优化的加快器和外设。

内核集成的浮点运算能够支撑高档编程模型和杂乱算法，双通道的16 bit ADC则用于高精度的电机闭环操控。ADI的ADC模块就不必多说了，无失码、11+ ENOB以及转化速率高达380ns，其功用的强壮和抢先现已不需要描绘了。

为了更好地处理智能操控问题，CM407F-A多加上了高档PWM和定时器功用，有用提高转矩动摇和电机功用。为了更便利拓宽日后的机器人运用，该系列供给了16位异步存储器，可衔接外置SRAM或FPGA。无论是功用的提高仍是功用的扩大，都进一步提高了工业机器人的智能驱动才能。

小结

有关工业机器人的运动操控已从最根底的开/关定速电机开展到机器人技能中杂乱的多轴伺服驱动。高功用的机器人驱控芯片层出不穷而且开展更新极快。下一期，咱们将细数有哪些国产芯片相同在大显神通。