首页 » 互联网 » DSP运控应用单芯片不再是主流_机械人_多核

DSP运控应用单芯片不再是主流_机械人_多核

南宫静远 2024-11-29 13:55:15 0

扫一扫用手机浏览

文章目录 [+]

在此前关于DSP在机器人系统中运用的文章中我们曾理解到,DSP在视觉运用上设计弹性非常高,比较于Cortex-M4架构内建浮点运算单元只能实现低阶影像讯号处理,以及x86架构下工控平台的大功耗高本钱,DSP在视觉运用上的都是性能和本钱的绝佳选择。
而在运控上,虽然DSP和MCU在掌握上争夺还没有那么激烈,但随着机器人掌握系统对实时性、数据量以及打算哀求的不断提升,高速高性能的DSP也备受青睐。

机器人DSP运控设计

DSP运控应用单芯片不再是主流_机械人_多核 DSP运控应用单芯片不再是主流_机械人_多核 互联网

目前国内外的机器人大多数都采取上位机和下位机结合掌握的办法,上位机发出机器人的掌握命令,上位机和下位机经由通讯完成机器人的掌握指令。
下位机便是机器人的掌握器,卖力完成机器人的运动掌握,在全体掌握系统处于核心的地位,不仅要处理上位机发送来的命令,还要向上位机反馈传感器信息,实现精确掌握机器人运动的目标。

DSP运控应用单芯片不再是主流_机械人_多核 DSP运控应用单芯片不再是主流_机械人_多核 互联网
(图片来自网络侵删)

在工业机器人系统掌握设计中,DSP在数字处理部分扮演了主要角色。
上位机发出掌握命令(运动掌握命令和机器手掌握命令),DSP对吸收的数据进行解析,独立(或者与FPGA一起)完玉成部系统的电机掌握和机器手掌握。
DSP掌握设计中DSP运算速率直接影响全体闭环运控的精度。

这一块市场被TI、ADI、NXP等国际大厂主导,多年的硬件研发履历和完善的软件开拓环境,用户生态都较为完备,在机器人运用中也多以这些大厂的DSP为主。
TI的C2000系列的DSP 芯片、ADI的ADSP-21xx系列都广泛运用于运动掌握领域。

就TI的产品线来说,市情上最常见的便是用最普通的C2000系列DSP来做,性价比高;高端一点的用C55x系列,运算性能提升功耗更低;而TI官网推举的C6654 DSP属于更高性能场景才会用到的DSP,850MHz的内核速率每个周期能够实行8次单精度浮点MAC运算,并且可实行双精度和稠浊精度运算。
这种性能的内核即便是高性能的自动化运控场合也完备没有问题。

(C6654 DSP,TI)

一样平常来说,主机不会直接和DSP通讯,都通过共用内存来交流数据。
共享内存的通信办法相对来说可以给全体掌握更快的数据交流,像C6654 DSP由于采取KeyStone架构,配置了多种创新组件和技能,器件内和器件间的通信会更快一些。

机器手的掌握利用DSP的ePWM模块完成,DSP根据求解出的机器手各个枢纽关头的枢纽关头角,掌握各个舵机的运动以达到末端期望目标的位姿。

(32位RISC-V DSP,中科昊芯)

海内像青岛本原微电子的高端DSP芯片,中科昊芯基于开源指令集架构RISC-V的DSP芯片在机器人DSP运用上也颇有建树。
上图中中科昊芯的32位RISC-V DSP基于自研的H28x内核,200MHz主频并增强了存储配置了ePWM等增强型外设,基于FPU浮点处理单元与自定义浮点指令专门支持高性能FOC、多电平掌握,在掌握领域运用颇多。

单芯片DSP集成进SoC成主流

从环球领先厂商TI、ADI的产品更新来看,DSP从单核发展到同构多核再到异构多核,现在要么利用单芯片DSP模式,要么以处理单元的形式集成在SoC中。

(M4内核集成浮点运算单元,ADI)

机器人运用往多核异构架构的发展才能兼顾算力和扩展性,这一趋势很明显。
且不说视觉运用里DSP在性能及本钱考量上运用于机器视觉的主、次系统中都较为适宜(不论是单颗DSP还是内嵌多核心DSP以及中心处理器SoC方案)。
在机器人掌握运用里,市情上独立DSP的方案也肉眼可见得越来越少,独立DSP正在越来越多地转向SoC的一个处理单元。

小结

运动掌握的发展无疑是向着更智能更精准这一方向,机器人的快速发展也离不开掌握系统的精良性能。
不断繁芜化智能化的掌握系统,不仅对DSP厂商,对全体上游核心芯片供应商来说都是一次发展的契机。

标签:

相关文章

DLL拷贝技术在软件开发中的应用与挑战

随着信息技术的飞速发展,软件工程在现代社会中扮演着越来越重要的角色。在众多软件开发技术中,DLL(动态链接库)拷贝技术凭借其高效、...

互联网 2024-12-31 阅读0 评论0