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芯片架构各有千秋 工业马达需重视即时与安全课

2019-06-11 09:59 出处:未知 人气: 评论(

  根据研究统计,全球电子产品的能源消耗比重,马达类产品占了约有55%的比重,而照明领域仅有21%,更重要的是,马达类产品的能源效率,还可以有40%以上的发展潜能,而照明本身则有25%左右,可以想见马达控制领域的市场商机与潜力会有多大。英飞凌工业与多元电子市场部经理黄国为指出,整个市场虽然有不小的发展潜力,但整体来说,会朝向高效率的方向发展。

  黄国为谈到,对工业自动化领域而言,可靠度、品质与产品供货时间,这三个应是该领域最重要的要素,前面两者并没有太多量化的标准,但后者的供货时间起码都要十年以上到十五年不等。但考量可靠度与品质问题,工业环境还是要考量到安全问题,万一机器发生故障或是误动作,系统本身是否有办法马上让机器停止运作?这就是必须思考的课题之一。

  从系统层级的思维切入,许多半导体供应商大多都会采取整合型解决方案(TotalSolutions)的方式,从主晶片到周边的类比元件的产品组合来满足客户的需求,而马达系统设计约莫在两年前,在客户端就有这样的呼声出现。

  而就主晶片架构之争的问题,黄国为认为,FPGA(可编程逻辑闸阵列)、DSP(数位讯号处理器)再到MCU(微控制器)这三者之间各有利基,端看市场需求。在过去MCU性能还不是如此强大的情况下,许多马达控制采用DSP架构就足以应付,但随着MCU开始加入浮点运算功能后,在性能方面已经逐渐提升又兼具控制周边的情况下,其实是可以开始取代部份DSP甚至是FPGA的应用领域,但他还是强调,市场上还是有少部份特殊或是需要极高精准度的工业马达领域,还是会需要FPGA与DSP。

  但另一方面,黄国为也强调,工业马达的诉求在于「即时性」,有些系统一旦出现问题,极为容易发生人身安全问题,为了因应工业自动化领域这类的系统特性,就必须在MCU周边导入工业相关的介面,在讯号解析度与精准度上,都势必要有所提升,MCU内部的讯号链沟通也必须「即时化」才有可能办到。这种即时讯号链的作法,可以直接略过CPU(处理器)核心的运算流程,将讯号直接交给输出端即可,这可以让CPU在当下专心处理单一工作即可,避免临时有其他工作介入之时,CPU反应不及,反而造成系统延迟的情况出现。

  黄国为更强调,马达系统设计的好坏与否,还是取决于客户的设计能力高低,但仍然不脱可靠度与安全性等这类大方向的思维,系统一旦出现异常,MCU本身该作何处置?这才是客户关心的课题。而黄国为也同意,目前市场上BLDC(无刷直流马达)在工业自动化领域有相当高的询问度,但BLDC本身的造价仍然偏高,关键在于客户在系统建置上,能接受多高的成本?电子元件反而就不是那么地重要了。

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