機(jī)器手臂馬達(dá)控制需求大增　MCU明顯受惠

機(jī)器手臂已開始在智慧工廠的產(chǎn)線上發(fā)揮重要功能，其可取代人工進(jìn)行焊接、涂裝及裝配等流程，達(dá)到更經(jīng)濟(jì)、快速和準(zhǔn)確完成標(biāo)準(zhǔn)的常規(guī)作業(yè);而隨著機(jī)器手臂日益受到重視，在機(jī)器手臂馬達(dá)控制中擔(dān)當(dāng)重任的微控制器(MCU)，亦可望跟著受惠。

意法半導(dǎo)體大中華暨南亞區(qū)產(chǎn)品行銷經(jīng)理?xiàng)钫硎?，工業(yè)型機(jī)器人應(yīng)用前景看好，因此在機(jī)器人馬達(dá)控制中擔(dān)當(dāng)重任的MCU將可明顯受惠。

意法半導(dǎo)體(ST)大中華暨南亞區(qū)產(chǎn)品行銷經(jīng)理?xiàng)钫硎荆捎诠S產(chǎn)線上單一具機(jī)器人或是機(jī)器手臂，通常涉及多種運(yùn)作機(jī)制，彼此雖各司其職但也要互相協(xié)調(diào)，因此內(nèi)建于機(jī)器人中的控制器或處理器身負(fù)重任，可望搭上此波工業(yè)自動(dòng)化風(fēng)潮的順風(fēng)車快速成長。

楊正廉進(jìn)一步指出，在多種控制器或處理器中，又以MCU的市場前景最為可期。他解釋，雖然MCU的處理效能比不上微處理器(MPU)、數(shù)位訊號(hào)處理器(DSP)或是現(xiàn)場可編程閘陣列(FPGA)等元件，不過由于目前智慧工廠產(chǎn)線上的機(jī)器人多以機(jī)器手臂為主，高精度、大型且完全擬真人的機(jī)器人還不普遍，而機(jī)器手臂注重的是馬達(dá)控制效能，因此已在馬達(dá)控制領(lǐng)域占有一席之地的MCU將最直接受惠。

據(jù)了解，機(jī)器人系統(tǒng)的自由度(Degrees of Freedom， DOF)高低取決于移動(dòng)關(guān)節(jié)數(shù)目，關(guān)節(jié)數(shù)愈多，自由度越高，位移精準(zhǔn)度也愈出色，然所須使用的馬達(dá)數(shù)量就相對較多;換言之，愈精密的工業(yè)型機(jī)器人，其內(nèi)建的馬達(dá)數(shù)量愈多，也意味著控制器或處理器的數(shù)量將相應(yīng)增加。

因此楊正廉表示，工業(yè)型機(jī)器人市場需求愈旺，對MCU業(yè)者來說商機(jī)也愈大;以單支機(jī)器手臂為例，其內(nèi)建的控制器平均約有八成為MCU，剩下的才是MPU等高效能處理器。

為滿足機(jī)器人馬達(dá)控制應(yīng)用，MCU業(yè)者除須提供易開發(fā)的嵌入式平臺(tái)、設(shè)計(jì)工具及通用軟體外，更要建立好MCU周邊完善的通訊環(huán)境，亦即MCU須能處理各種工業(yè)通訊協(xié)議，包括控制區(qū)域網(wǎng)路匯流排(CAN BUS)、通用序列匯流排(USB)、序列周邊介面匯流排(SPI)、乙太網(wǎng)路、無線區(qū)域網(wǎng)路(Wi-Fi)、藍(lán)牙(Bluetooth)等基本通訊。

另一方面，MCU運(yùn)算效能亦須與時(shí)俱進(jìn)。楊正廉指出，目前MCU的平均效能約介于80～100DMIPS之間，高階MCU則上看200DMIPS，而為了助力工業(yè)型機(jī)器人的控制效能、精準(zhǔn)度不斷提升，未來MCU業(yè)者的首要開發(fā)目標(biāo)是將效能提升至300～400DMIPS，同時(shí)持續(xù)優(yōu)化周邊元件的性能，如將類比數(shù)位轉(zhuǎn)換器(ADC)從主流的12位元逐漸汰換成16位元;此外，也要戮力改善對周邊開發(fā)環(huán)境的IP支援。