FPGA在電機控制領域的優勢

2021-10-25 08:35:10 字數 750 閱讀 7373

與mcu和dsp序列處理指令方式相比,fpga憑藉強大的並行處理資料的能力和實時性的特點,在永磁同步電機控制領域及多軸伺服控制系統領域的應用越來越多。隨著微電子技術的發展,fpga的效能不斷提高,以及先進的控制理論和控制演算法的成熟,fpga從最開始的實現簡單的pid控制,發展到現在各種先進的控制演算法都可以實現。fpga在電機控制領域的優勢主要有以下方面:

(1)、系統結構清晰。fpga採用自上而下的設計方法,模組化設計方法,這種設計方法可以使設計人員更加清晰的了解自己設計的系統,在完成每乙個功能模組的同時,逐步搭建並測試整個系統。

(2)、指令運算速度快。dsp在電機控制中應用比較普遍,因為dsp內部存在非常高效的指令集合,在一定程度上可以加快系統的執行速度,**商提供豐富的庫函式,在該平台上易於開發。但是缺陷在於dsp只能序列執行指令,複雜的演算法佔據太長的時間資源。例如永磁同步電機控制演算法過於複雜,使用dsp進行演算法處理,會占用很長的時間資源,使電機控制系統的實時性變差。fpga採用verilog硬體描述語言,採用軟體的方式在fpga內部搭建硬體控制演算法,並行處理演算法速度快,實時性強。

(3)、系統開發時間短。硬體電路設計採用類似軟體的開發方式實現硬體開發,採用自上而下設計思想和eda模組化設計方法。這樣可以實現快速的演算法**驗證和系統設計,縮短原型機的開發周期。

(4)、fpga介面資源豐富。fpga擁有豐富的外設介面,而mcu和dsp可供自由配置的埠太少,只能利用特定的埠實現固定的功能。dsp或mcu應用到多電機控制系統或者多機通訊中時,會有很多技術難題需要解決,但fpga可以很好的解決這些問題。

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