開發(fā)人員對DSP控制器的四大誤解

時間：2012-05-22 20:23:29

關(guān)鍵字： DSP 控制器 DSP控制 BSP

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[導(dǎo)讀]開發(fā)人員對DSP控制器的四大誤解

馬達(dá)控制設(shè)計人員近來在家用電器產(chǎn)品與伺服驅(qū)動器等各種應(yīng)用中的發(fā)展都遇到了障礙，必須在控制器性能或昂貴的價格之間進行選擇。大多數(shù)馬達(dá)控制應(yīng)用本身成本較低。獲得市場接受的必需條件之一就是產(chǎn)品價格要有吸引力，這就意味著必須選擇能夠?qū)崿F(xiàn)工作目的的、從事其他作用有限的最廉價控制器?；?DSP 的智能控制器正在改變這種情況，僵局被打破，基于 DSP 的新型控制器在相當(dāng)適中的價格上實現(xiàn)了顯著的性能提高。

如電壓赫茲常量以及六步通信 (six step commutation) 等簡單的控制算法難以實現(xiàn)高效率與優(yōu)化機身大小所需的性能?；?DSP 的智能控制器在兩個方面改變了上述情況。

首先，其添加了計數(shù)能力。這使得設(shè)計人員能夠?qū)嵤┬阅芨叩目刂扑惴?，如磁場定向控制。其次，計算強度更高的算法還使設(shè)計人員能夠使用更高效的馬達(dá)。舉例來說，我們可用永磁馬達(dá)替代 AC 感應(yīng)馬達(dá)，這就進一步提高了效率與動態(tài)性能。

計算強度較大的矢量控制等先進技術(shù)的所謂“問題”在于乘法與累加 (MAC) 運算占據(jù)了算法的大部分。標(biāo)準(zhǔn)的 8、16 或 32 位微控制器不能處理上述運算，因為缺少適當(dāng)?shù)目偩€架構(gòu)來實現(xiàn)數(shù)學(xué)效率。最終，這就意味著我們必須將設(shè)計從根本上進行轉(zhuǎn)變，不是轉(zhuǎn)變到 DSP，而是發(fā)展到基于 DSP 的 32 位控制器。

人們對采用 DSP 控制器有許多常見的誤解，這絲毫不足為奇，例如：

* DSP 控制器不具備馬達(dá)控制外設(shè)；

* 代碼密度問題使基于 DSP 的 32 位系統(tǒng)難以讓人接受；

* DSP可能會較好地適合控制算法，但卻不能很好地處理其他控制任務(wù)；

* DSP 軟件很困難，設(shè)計人員必須忍受無實時操作系統(tǒng)與良好的工具支持之苦。

我們不妨來討論一下上述誤解。

外設(shè)集成

在提到重載 (heavy-duty)數(shù)字信號處理時，馬達(dá)控制工程師頭腦里最先出現(xiàn)的想法可能就是善于進行數(shù)字計算工作的 DSP 控制器了--但是如何處理通用集成的外設(shè)功能呢？

今天的馬達(dá)控制 DSP 就馬達(dá)控制應(yīng)用進行了優(yōu)化，片上集成脈寬調(diào)制器 (PWM)、編碼器接口、通信端口以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 等功能。其還包括了大量的快閃存儲器和 RAM，這就消除了對外部存儲器設(shè)備的需求。

代碼密度

事實上，傳統(tǒng)的 32 位微控制器架構(gòu)在代碼密度上有內(nèi)在的弱點，這對存儲器容量有限的低成本應(yīng)用而言是關(guān)鍵性問題。

新型 32 位 DSP 架構(gòu)采用經(jīng)過認(rèn)真選擇的 16 位與 32 位指令混合，實現(xiàn)了最佳的代碼密度。僅在需要時才使用 32 位指令。