根据市场调查机构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%。
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尽管有许多MCU(微控制器)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(可编程逻辑闸阵列)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(数位讯号处理器)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。
当然,针对讯号采样方面,赛灵思也有内建两颗12位元的ADC(类比数位讯号转换器),针对电流、电压进行采样,如果有其他特殊需求,另行外挂16位元的ADC也没有问题。
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。罗霖透露,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。