基于汇聚式处理器BF50x轻松实现电机控制.doc

基于汇聚式处理器BF50x轻松实现电机控制 从电梯、家电到机器人和工业自动化生产线，电机几乎无处不在。而作为高能耗设备，数量巨大的电机的电能消耗占全球电能消耗量的比例极高，在美国估计50%的电能由电机消耗。由于许多电机的效率低下，如此巨大的能耗中很大部分被浪费掉。例如，小型交流电机的效率低至 50%。? 电机的低能效对于工厂等应用环境来说是祸不单行——既消耗电能还产生了影响设备性能的热量。解决这个问题的一个办法是增加智能负载匹配和可变速控制，这种解决办法可以将能效提高14%~30%。如果这种解决方案得到广泛的采用，仅美国可以节省15%的总电能，相当于减少3000亿千瓦时的能耗，节约近150亿美元的用电成本，每年减少温室气体排放量达1.8亿吨。 低碳经济的压力让先进的电机控制方案日益得到重视，越来越多的电机开始采用先进的控制技术以实现目标应用的最佳性能，并尽可能降低功耗。此外，消费者与相关政府法规也对电机的节能、低噪声和安全特性提出更加严格的要求，DSP的电机控制应用正迅速。电机控制IC可以分为三大类电机控制专用芯片针对电机控制应用的MCU和DSP。 随着对节能，以及价格的，DSP电机控制市场，由高工业电机控制领域向电机控制市场扩张。嵌入式DSP电机控制芯片把DSP内核与一系列功能强大的控制外设集成到一个芯片上，DSP内核作为计算引擎，加上的模块提高了电机控制带宽，并且允许低成本实现更加复杂控制和无传感器的算法，控制交流感应电机、无刷直流电机和开关磁阻电机。这些计算能力和优化的外设使完成更多的功能，如功率因数校正在不增加控制器成本的情况下，满足某些特殊应用的要求，如洗衣机的平衡控制计算强度更高的算法更高效的电机，提高效率与动态性能Blackfin BF50x处理器的推出正是顺应了当前电机控制市场对处理器的特性和性能要求，提供了多种特性组合的优化解决方案选择，将进一步强化DSP在电机控制市场的竞争地位。BF50x继续秉承了Blackfin处理器独有的先进的信号处理功能与通用微控制器的易用性，以业界主频为150-200MHz的处理器价格提供了400MHz的处理性能，实现了突破性的性能和功效。BF50x很好地满足了电机控制应用的信号处理和控制双重功能需求，因而可以消除很多应用中必须采用两种异构处理器的烦恼，从而简化软件和硬件设计。利用BF50x处理器的高处理能力，设计工程师可以通过利用复杂的算法实现更强大的系统功能和精度，包括更多数据的实时处理、缩短延时，并实现更高的设计灵活性以及系统界面和控制功能的优化。 领先的硬件平台 Blackfin BF50x处理器的卓越性能使电机控制系统设计工程师可以执行更复杂的算法，确保能对系统进行动态控制以适应系统行为的实时变化，从而获得更平稳的性能并降低功耗。通过采用无传感的矢量控制可以实现更高的电机控制效率，利用先进建模技术来准确地确定电机位置和/或者速度，设计工程师可以省略掉位置/速度传感器，从而进一步降低成本并提高系统可靠性。 BF50x实现了优化的电机控制应用的外设集成，用户可以在该系列产品中为其目标应用选择最具成本、性能、集成度和功效的综合优势方案：可选的内置双SAR型 12位ADC（BF506F）可以实现更精确的数据转换，提供了对电机状态准确建模所需要的精度，因此可以更准确地估计电机的位置/速度；片上4MB可执行并行闪存存储器可以用于程序存储，省掉片外存储器，从而降低系统BOM成本，并提高可靠性；像可去除存储接口这样的标准特性以及CAN控制器提供了电机控制应用中的通信接口和存储支持特性……更详细的产品特性描述请参见BF50x数据手册。 显著的低成本优势 BF50x处理器400MHz的主频将高性能数字信号处理能力扩展到更广泛的电机控制应用，包括之前由高端微控制器主导的应用，同时其价格再次刷新Blackfin处理器的低价记录，万片批量的最低报价低至4.5美元。与集成ADC和闪存的相近价格竞争性处理器相比，BF50x性能提高超过100%。换言之，BF50x是集成ADC和闪存的DSP中最具成本效益的解决方案，因此在相同的成本预算下，设计工程师采用BF50x可以获得极大的信号转换和运算精度优势。这种性能裕量让设计工程师可以通过应用更复杂的算法获得更强的系统功能和精度。BF50x处理器还将高性能信号处理内核与业界标准接口相结合，确保在不需要高成本的外部器件条件下，能快速而经济地完成应用开发。如前所述，BF50x具有可选的内置双SAR 型12位 ADI ADC，可以实现更高精度的数据转换，还有可选的4MB片上可执行闪存存储器。所有这些特性使片外的器件最少，以降低整体系统硬件成本和设计成本。 独立评估机构BDTI对Blackfin BF50x的性能价格比所做的基准测试分析证实了BF50x领先于竞争性器件的