高精度處理器滿足工業(yè)應(yīng)用對系統(tǒng)功能的需求
——訪ADI技術(shù)市場經(jīng)理張鐵虎
今天,提高電力和工業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的能效已成為一項(xiàng)全球化運(yùn)動,要求利用尖端技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化電源管理。針對上述應(yīng)用,需要采用兼具高性能、高精度和高能效的處理器以滿足系統(tǒng)功能的需求。
以電機(jī)控制系統(tǒng)為例,設(shè)計人員需要更高性能的處理器來執(zhí)行更復(fù)雜的算法,確保根據(jù)系統(tǒng)行為的實(shí)時變化進(jìn)行動態(tài)控制,從而獲得更平穩(wěn)的工作性能并降低功耗。運(yùn)用無傳感器矢量控制,則可以實(shí)現(xiàn)更高的電機(jī)控制效率。設(shè)計人員利用高級建模技術(shù)可以精確判定轉(zhuǎn)軸位置和/或轉(zhuǎn)速,而無需使用位置/速度傳感器,這樣系統(tǒng)尺寸更小,成本更低,可靠性則更高。此時,則需要高精度ADC提供電機(jī)狀態(tài)精確建模所需的精密數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,從而能夠精確估計相應(yīng)的位置/轉(zhuǎn)速。
據(jù)ADI技術(shù)市場經(jīng)理張鐵虎先生介紹,在這類應(yīng)用中,處理器不但要具有高主頻,集成高精度的ADC也非常關(guān)鍵。
圖:ADI技術(shù)市場經(jīng)理張鐵虎
和市場上的現(xiàn)有產(chǎn)品相比,ADI最新推出的BF50x Blackfin處理器以通常時鐘為150MHz至200MHz的處理器價格提供了400MHz的性能,且內(nèi)置的雙SAR ADC,是高性價比的選擇。(Blackfin處理器BF50x的具體介紹請?jiān)L問以下鏈接:/news/embed/201001/53097.htm。)
圖:Blackfin BF50x
“由于采用雙MAC,BF50x可獲得高達(dá)800MMAC的性能,是同類產(chǎn)品的兩倍。因此,設(shè)計人員不僅能夠利用更復(fù)雜的算法實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的系統(tǒng)功能和更高精度,同時可以實(shí)現(xiàn)許多系統(tǒng)級設(shè)計目標(biāo),如實(shí)時處理更多數(shù)據(jù),延時更短,將處理任務(wù)集中于單個處理器進(jìn)行,以及更靈活地優(yōu)化系統(tǒng)接口和控制能力?!睆堣F虎表示,“BF50x是首款集成SAR ADC的Blackfin處理器。與pipeline ADC相比,SAR ADC在12位的分辨率下提供了更高的精度。而ADC又以獨(dú)立Die的方式集成,比數(shù)?;旌想娐吩O(shè)計精度更高,如下圖所示。此外,BF50x還集成了4MB的同步、并行閃存,省去了外部存儲器,降低了總成本。BF50x還引入一個新外設(shè)ADC控制模塊(ACM),它可以使ADC采樣以一種低開銷、精確的方式與外部事件同步?!?/p>
圖:Blackfin BF50x處理器架構(gòu)
在UPS應(yīng)用中,處理要能實(shí)現(xiàn)UPS系統(tǒng)的精確、無波動功率控制,同時本身具有精確分析負(fù)載變化的能力,并且能實(shí)時預(yù)測負(fù)載突變和喪失事件。據(jù)張鐵虎先生介紹,以Blackfin BF50x處理器為例,它配有兩個三相PWM單元,可提供高級電源切換功能,使UPS系統(tǒng)能夠動態(tài)響應(yīng)各種負(fù)載條件下的非線性負(fù)載;此外還具有本地控制能力,可執(zhí)行啟動/關(guān)斷控制和電壓調(diào)整等功能。
其他一些工業(yè)應(yīng)用也要求處理器具有更高的性能。以可再生能源逆變器應(yīng)用為例,需要采用適合執(zhí)行復(fù)雜算法的高性能處理器,支持逆變器將變化不定的直流輸出轉(zhuǎn)換為“干凈”的電流,以及對住宅和城市光(PV)電池陣列及風(fēng)輪機(jī)產(chǎn)生并流入商用電網(wǎng)和/或本地電網(wǎng)的電流進(jìn)行調(diào)整。Blackfin BF50x處理器的信號處理性能可確保實(shí)現(xiàn)超高效能量提取和傳輸,同時提供高級電源切換控制功能,支持防孤島和最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)能力,因此該系列是可再生能源和智能電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的最佳選擇之一。
對于工業(yè)控制和自動化、產(chǎn)生可再生能源和智能電網(wǎng)分配等各類應(yīng)用,憑借BF50x等高精度處理器,系統(tǒng)設(shè)計人員得以采用先進(jìn)的功率控制技術(shù)大幅提高能效,從而節(jié)約更多能源,減少污染排放,并節(jié)省大量資金。