馬達控製設計人員近來在家用電器產(chan) 品與(yu) 伺服驅動器等各種應用中的發展都遇到了障礙，必須在控製器性能或昂貴的價(jia) 格之間進行選擇。大多數馬達控製應用本身成本較低。獲得市場接受的必需條件之一就是產(chan) 品價(jia) 格要有吸引力，這就意味著必須選擇能夠實現工作目的的、從(cong) 事其他作用有限的最廉價(jia) 控製器。基於(yu) DSP 的智能控製器正在改變這種情況，僵局被打破，基於(yu) DSP 的新型控製器在相當適中的價(jia) 格上實現了顯著的性能提高。

如電壓赫茲(zi) 常量以及六步通信 (six step commutation) 等簡單的控製算法難以實現高效率與(yu) 優(you) 化機身大小所需的性能。基於(yu) DSP 的智能控製器在兩(liang) 個(ge) 方麵改變了上述情況。

首先，其添加了計數能力。這使得設計人員能夠實施性能更高的控製算法，如磁場定向控製。其次，計算強度更高的算法還使設計人員能夠使用更高效的馬達。舉(ju) 例來說，我們(men) 可用永磁馬達替代 AC 感應馬達，這就進一步提高了效率與(yu) 動態性能。

當然，性能也有助於(yu) 設計人員去除機械組件，采用適當的馬達大小，並在控製器上集成更多功能，從(cong) 而優(you) 化其係統成本。能夠集成諸如速度、定位、轉矩斷麵生成 (torque profile generation)、功率因素校正等更多功能的能力使設計人員能夠以更低的成本做更多的事情。

計算強度較大的矢量控製等先進技術的所謂“問題”在於(yu) 乘法與(yu) 累加 (MAC) 運算占據了算法的大部分。標準的 8、16 或 32 位微控製器不能處理上述運算，因為(wei) 缺少適當的總線架構來實現數學效率。最終，這就意味著我們(men) 必須將設計從(cong) 根本上進行轉變，不是轉變到 DSP，而是發展到基於(yu) DSP 的 32 位控製器。

人們(men) 對采用 DSP 控製器有許多常見的誤解，這絲(si) 毫不足為(wei) 奇，例如：

    * DSP 控製器不具備馬達控製外設；

    * 代碼密度問題使基於(yu) DSP 的 32 位係統難以讓人接受；

    * DSP可能會(hui) 較好地適合控製算法，但卻不能很好地處理其他控製任務；

    * DSP 軟件很困難，設計人員必須忍受無實時操作係統與(yu) 良好的工具支持之苦。

我們(men) 不妨來討論一下上述誤解。

外設集成

在提到重載 (heavy-duty)數字信號處理時，馬達控製工程師頭腦裏最先出現的想法可能就是善於(yu) 進行數字計算工作的 DSP 控製器了--但是如何處理通用集成的外設功能呢？

今天的馬達控製 DSP 就馬達控製應用進行了優(you) 化，片上集成脈寬調製器 (PWM)、編碼器接口、通信端口以及模數轉換器 (ADC) 等功能。其還包括了大量的快閃存儲(chu) 器和 RAM，這就消除了對外部存儲(chu) 器設備的需求。

代碼密度

事實上，傳(chuan) 統的 32 位微控製器架構在代碼密度上有內(nei) 在的弱點，這對存儲(chu) 器容量有限的低成本應用而言是關(guan) 鍵性問題。

新型 32 位 DSP 架構采用經過認真選擇的 16 位與(yu) 32 位指令混合，實現了最佳的代碼密度。僅(jin) 在需要時才使用 32 位指令。

以控製為(wei) 導向的架構

最佳的 32 位 DSP 控製器帶有原子讀取-修改-寫(xie) 入指令等功能，可簡化編程，其中斷等待時間也較短，不足 100 納秒，從(cong) 而實現了響應性超強的 CPU。

軟件支持

DSP 匯編程序已發展到了幾乎很少要求編寫(xie) 匯編代碼的高級水平。此外，算法開發也變得簡單得多。例如，德州儀(yi) 器 (TI) 提供了龐大的常用算法庫，可立即運行在其處理器上，還有 Bioses?，一種專(zhuan) 為(wei) DSP 優(you) 化的實時操作係統。

如果需要定製算法，我們(men) 還將提供幫助。為(wei) 了創建自己的算法，工程師可利用IQMath? 工具，該工具能夠簡化定點計算的數學函數開發。

TI 正在實踐著摩爾定律，開展創新性工作，使馬達控製設計人員的任務變得更為(wei) 輕鬆簡單。