擁有自主DSP內(nèi)核的知名供應(yīng)商ADI，正在逐步向ARM靠攏，其最新推出的電機(jī)控制及太陽(yáng)能光伏逆變器應(yīng)用的DSP，采用了標(biāo)準(zhǔn)的ARM Cortex-M4內(nèi)核。

“ADI的DSP技術(shù)曾經(jīng)在家電領(lǐng)域的馬達(dá)控制方面獲得了很大的成功，隨后我們轉(zhuǎn)移了DSP重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，但隨著能源問(wèn)題的日益凸顯，我們認(rèn)為是時(shí)候重新回歸馬達(dá)控制這一領(lǐng)域。”ADI市場(chǎng)經(jīng)理張松剛表示。

為何重返馬達(dá)控制市場(chǎng)

“馬達(dá)控制和新能源市場(chǎng)將會(huì)越來(lái)越熱。”張松剛的這種判斷并不是主觀臆測(cè)，而是通過(guò)其總結(jié)的一系列近期的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)得出的。“Rockwell Automation指出全球約有1970億美元花費(fèi)在因電機(jī)控制不當(dāng)而產(chǎn)生的維護(hù)費(fèi)用;EIA表示下一個(gè)20年，全球電能需求量將翻倍;HIS預(yù)計(jì)低壓電機(jī)市場(chǎng)到2017年將成長(zhǎng)至230億美元;Lux Research表示2018年太陽(yáng)能光伏市場(chǎng)將達(dá)到1550億;目前全球約有40%的電能消耗在工業(yè)電機(jī)上，等等…”

其實(shí)對(duì)于ADI來(lái)說(shuō)，其兩年前就已展示了業(yè)界首款馬達(dá)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)，不過(guò)當(dāng)時(shí)采用的是ADI獨(dú)有的Blackfin處理器。這一次，ADI選擇了Cortex M4作為DSP處理核心，推出全新一代混合信號(hào)處理器ADSP-CM40x。

談及為何選擇ARM，張松剛指出一方面是產(chǎn)品功耗低，另外則是現(xiàn)如今ARM的生態(tài)環(huán)境更龐大，會(huì)用的人更多，不需要重頭開(kāi)始學(xué)習(xí)。

談及與Blackfin的區(qū)別，張松剛表示，Blackfin偏重于數(shù)字信號(hào)處理，速度可達(dá)400MHz到600MHz，因此更適合于做算法角度。而Cortex-M4盡管支持DSP指令，但更專注于系統(tǒng)方面控制。因此這完全取決于客戶的需求。

而即使同樣適用Cortex-M4，ADI的工作頻率為240MHz，相比較目前主流的最高180MHz左右的處理器，提高了30%。張松剛指出，常見(jiàn)的處理器中ADC很容易在主頻過(guò)高的時(shí)候受到干擾，而ADI將ADC單獨(dú)做成一個(gè)Die，這樣既保證了處理器的高頻工作，又保證了ADC的精度及速度。

盡管目前通用電機(jī)控制器主頻大多在100MHz左右，但張松剛表示，ADI這款產(chǎn)品未來(lái)的定位是面向整個(gè)工業(yè)控制系統(tǒng)，因此需要預(yù)留足夠多的性能冗余。

而且，越來(lái)越多新型算法技術(shù)都是基于Matlab等高級(jí)語(yǔ)言的，早在Blackfin時(shí)代，ADI就已經(jīng)支持Matlab開(kāi)發(fā)的算法，ADSP- CM40x同樣支持Matlab和Simulink直接接入Visual DSP開(kāi)發(fā)工具。“我們?cè)谧鎏幚砥饔布?guī)劃時(shí)候也做了軟件規(guī)劃，使開(kāi)發(fā)環(huán)境仿真軟件可以無(wú)縫和我們的產(chǎn)品結(jié)合。”張松剛表示。

除了ARM，ADI的絕技還有很多

實(shí)際上ADI早在幾年前就已經(jīng)將ARM處理器植入ADC中，對(duì)其計(jì)算補(bǔ)償。張松剛表示，在處理器內(nèi)核日趨相同的今天，外設(shè)才是各家競(jìng)爭(zhēng)的法寶所在。

談到ADSP-CM40x的獨(dú)到之處，張松剛可以講得很多。“國(guó)內(nèi)廠家制作逆變器變頻器伺服系統(tǒng)時(shí)，總是感覺(jué)差了一點(diǎn)點(diǎn)，主要原因就在于片內(nèi)ADC 引起的電流控制精度問(wèn)題，目前現(xiàn)有處理器一般都內(nèi)置12位ADC，有效位10位左右，而ADI集成的是16位ADC，對(duì)提高整個(gè)系統(tǒng)性能來(lái)講是個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。”同時(shí)ADC的轉(zhuǎn)換速度達(dá)到了2.6MHz，24個(gè)通道全部轉(zhuǎn)換完成也只在3us內(nèi)。

另外一項(xiàng)特有技術(shù)則為HAE(諧波分析引擎)，這相當(dāng)于一個(gè)小型的DSP硬件加速器，這符合目前處理器設(shè)計(jì)趨勢(shì)：即異構(gòu)計(jì)算及硬件加速器的廣泛使用。諧波分析對(duì)于電機(jī)算法控制以及太陽(yáng)能發(fā)電時(shí)的電能質(zhì)量及頻譜分析等，都具有非常重要的意義。

同時(shí)，ADSP-CM40x內(nèi)置了SINC濾波器，過(guò)去這一功能往往單獨(dú)由FPGA或者DSP實(shí)現(xiàn)。SINC數(shù)字濾波器可以與Σ-Δ ADC直接相連，用于交流側(cè)的電流傳感/保護(hù)，特別是直流注入的監(jiān)控。

除了處理器，ADI還提供全套的評(píng)估板與高壓功率板，一方面可以展示處理器，另外也可以配合軟件，進(jìn)行電流電壓檢測(cè)、位置檢測(cè)，信號(hào)隔離，PFC等等。