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机器人控制设计具有多核异构成的趋势，不同的处理元件具有不同的内核优势
2023-06-08 01:01:00
在控制系统要求不如今的复杂阶段，最常见的设计是使用MCU及其FPGA执行控制系统，并提供外围设备连接到控制器导出和电机反馈。我们已经看到了很多这样的设计，其中大部分是在国内外进行的MCU所有制造商都将参与此类业务的一部分，这在海外很有名TI的C2000系列，ST的STM32系列等等，国内有很多知名的，国民的N32系列，峰FU68系列，兆易GD32E系列等等。
工业机器人通常分为几个部分：控制器系统、机械手（驱动系统）、指示器、视觉和ADSP-BF531SBBC400传感器以及终端执行器。不同类型的工业机器人在轴设计和轴数上会有一些差异，即驱动系统会有一些差异。例如，关节机器人具有旋转轴，旋转轴的数量从简单的三轴结构到多个关节不等，CSARA有两个平行轴等，但在整体控制设计中，采用集中式设计或分散式设计。
控制器系统
我们通常称机器人控制器系统为设备的人脑，包括运动控制器、内部和外部通信系统以及任何潜在的功率水平。潜在的功率水平意味着，如果机器人想要移动重物，它必须在电机上施加足够的力才能实现这一功能。这种力由电能产生，并从功率水平提供给电机。这种功率影响机器人是高压系统还是低压系统。
图：与分散式系统相比，TI。
对于集中的机器人系统，机器人控制箱将集中驱动系统的大部分电子模块，但在分散式系统中，这些模块中的一些模块将被移动到机器人的机械手驱动系统中，以支持各种尺寸，包括机柜尺寸、电缆等。
目前，大多数机器人制造商提供更方便的集中控制系统。由于伺服驱动相关电子设备的运行环境在分散系统中与集中系统中完全不同，因此通常需要重新开发某些系统。
控制和伺服驱动
在自动化行业中，伺服电机控制是一项老式的通用技术，工业4.0的兴起加速了自动化技术的升级，这也增加了伺服驱动的升级。如今，自动化技术规定伺服驱动可以控制更多的轴，可以实现大量的智能功能。
在控制系统要求不如今的复杂阶段，最常见的设计是使用MCU及其FPGA执行控制系统，并提供外围设备连接到控制器导出和电机反馈。我们已经看到了很多这样的设计，其中大部分是在国内外进行的MCU所有制造商都将参与此类业务的一部分，这在海外很有名TI的C2000系列，ST的STM32系列等等，国内有很多知名的，国民的N32系列，峰FU68系列，兆易GD32E系列等等。控制的功能规定不多，单个或多个MCU够了，有的会根据情况加FPGA。加FPGA一般就是MCU承担通信解决方案、系统母线监测和温度监测、人机交互界面驱动等功能，FPGA承担逻辑处理和运动控制等功能，实现对整个伺服系统的协同控制。
目前国内外MCU机器人控制器由制造商提供MCU来看，M4及其M4F核心居多，适用FPU浮点运算，主频也足够高，可以满足各种运动算法的高计算能力需求，外设资源不同。M7核心加DSP异构档领域的工业机器人中，异构框架也很有优势。
为了降低外界板的要求，降低空间成本，越来越多的用途(通信，PLC在添加控制器时，集成的改进也必须遵循硬件性能。从机器人控制系统的发展趋势来看，可以肯定的是，多核异构框架可以满足机器人系统的所有处理要求。MCU+FPGA异构构架，MCU+DSP异构构架，MCU+MPU在未来的机器人中，架构等多核异构设计将越来越普遍。
过去，制造商会优先选择DSP为了改进控制系统，但现在平行处理数据的能力变得越来越重要。因此，带宽是伺服驱动的一个关键指标。足够的带宽可以同时解决多个轴的输入，并为其他功能留出足够的余量。DSP在机器人控制中，单独的方案越来越少，单独的方案越来越少DSP越来越多的转变SoC一个控制部件。
并行处理数据的能力越来越重要，因此，ArmCortex-A和Cortex-R在今天的机器人应用中，核心越来越普遍，两者各不相同。Cortex-A它可以提供您上面提到的高带宽，完成机器人对多轴数据的即时和快速处理也非常方便地执行通信网络等其他功能。但相比之下，它缺乏Cortex-R核心即时部件，仅在伺服控制层面Cortex-R会更适合。
总结
机器人控制系统与多核处理器一致一致散在不同核心之间的每个电路都可以最大限度地提高每个电路的解决带宽，这肯定会提高系统的控制和处理能力，并完成大量其他功能。在机器人控制设计中，有许多游戏玩法和转换。
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