隨著國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人，高精密設(shè)備，智能制造等行業(yè)的高速發(fā)展，各廠商對(duì)于支持EtherCAT總線技術(shù)，多軸控制的高性能伺服控制系統(tǒng)需求不斷增長(zhǎng)。中電港攜手知名全球半導(dǎo)體解決方案供應(yīng)商瑞薩電子及萊迪思半導(dǎo)體聯(lián)合推出高性能EtherCAT伺服驅(qū)動(dòng)解決方案，助力設(shè)備商簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，推動(dòng)高性能伺服的快速部署。此方案采用Renesas MPU+Lattice FPGA雙芯片架構(gòu)，支持EtherCAT總線技術(shù)和多軸應(yīng)用，具有以下三大優(yōu)勢(shì)。

高性能EtherCAT伺服解決方案詳細(xì)的功能框圖

優(yōu)勢(shì)一：FPGA控制電流環(huán)，高性能，高精度

在傳統(tǒng)方案中，由于位置環(huán)和速度控制環(huán)的算法復(fù)雜，計(jì)算緩慢且電流環(huán)控制需要實(shí)時(shí)快速更新，很難在單個(gè)處理器芯片里兼顧這兩類不同的算法。而Renesas MPU+Lattice FPGA采用的雙芯片架構(gòu)，能將電流環(huán)控制放在FPGA里進(jìn)行硬件加速，大幅降低延時(shí)，讓電流環(huán)更快速，提高精確度。不僅如此， FPGA還可分擔(dān)處理器的工作，進(jìn)而提升整體性能。

優(yōu)勢(shì)二：以更優(yōu)成本實(shí)現(xiàn)單/多軸應(yīng)用

FPGA在實(shí)現(xiàn)多軸同步控制、電流環(huán)控制、PWM控制和輸出等方面更具優(yōu)勢(shì)，能夠以最優(yōu)成本實(shí)現(xiàn)多軸控制。與市面常見的SoC和DSP方案對(duì)比，Renesas RZ/T1 MPU+Lattice FPGA 方案具有以下優(yōu)勢(shì)：

1、EtherCAT控制：DSP只集成EtherCAT軟核控制器，實(shí)時(shí)控制存在不足；SoC需額外購(gòu)買IP-core，一次性投入較大，開發(fā)門檻較高。Renesas RZ/T1 MPU內(nèi)部集成了EtherCAT硬核控制器，集成度更高，控制的實(shí)時(shí)性更好；

2.內(nèi)核：DSP具有電機(jī)專用集成電路、運(yùn)算速度快，但受限于架構(gòu)，主頻較低。SoC集成Cortex-A9內(nèi)核，較少用于實(shí)時(shí)控制，開發(fā)難度更大，更復(fù)雜。而Renesas RZ/T1 MPU采用Arm Cortex-R4內(nèi)核，專門用于實(shí)時(shí)控制，主頻可以靈活選用300MHz、450MHz、600MHz；

3、電機(jī)控制：DSP通常只支持單軸電機(jī)系統(tǒng)，如果要實(shí)現(xiàn)雙/多軸電機(jī)系統(tǒng)，需要外加芯片；SoC可以實(shí)現(xiàn)1-6軸，但成本較高。Lattice FPGA可靈活搭配不同型號(hào)，實(shí)現(xiàn)1-6軸電機(jī)控制，成本上更具優(yōu)勢(shì)；

4、開發(fā)難度：Renesas RZ/T1 MPU+Lattice FPGA分工明確， 比DSP和SoC的開發(fā)難度更低。

優(yōu)勢(shì)三：靈活搭配不同配置

Renesas RZ/T1系列芯片兼容全系列管腳，可根據(jù)不同功能/主頻靈活選擇不同型號(hào)。

RZ/T1產(chǎn)品線系列型號(hào)圖示

Lattice FPGA ECP5 系列覆蓋了從12K到85K LUT邏輯資源， 擁有一流的兼容性及可擴(kuò)展性， 可靈活搭配1至6軸需求。

Lattice ECP5 FPGA 系列型號(hào)圖示

Renesas RZ/T1 MPU+Lattice FPGA方案支持EtherCAT總線、單軸以及多軸的系統(tǒng)控制，能夠?yàn)?a href="http://m.makelele.cn/v/tag/949/" target="_blank">數(shù)控機(jī)床、多關(guān)節(jié)機(jī)器人、鋰電池制造設(shè)備、LED晶圓設(shè)備、3C制造設(shè)備、雕琢/切割機(jī)、紡織機(jī)械、塑料機(jī)械等應(yīng)用的設(shè)計(jì)與開發(fā)提供更便捷、更具擴(kuò)展性以及更優(yōu)成本的伺服驅(qū)動(dòng)解決方案。