【应用】基于Renesas MPU+Lattice FPGA架构的高性能EtherCAT伺服驱动解决方案，可灵活配置

2021-02-09 Renesas
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随着国内工业机器人，高精密设备，智能制造等行业的高速发展，各厂商对于支持EtherCAT总线技术，多轴控制的高性能伺服控制系统需求不断增长。中电港携手知名全球半导体解决方案供应商瑞萨电子及莱迪思半导体联合推出高性能EtherCAT伺服驱动解决方案，助力设备商简化设计，推动高性能伺服的快速部署。此方案采用RENESAS MPU+Lattice FPGA双芯片架构，支持EtherCAT总线技术和多轴应用，具有以下三大优势。

高性能EtherCAT伺服解决方案详细的功能框图


优势一：FPGA控制电流环，高性能，高精度

在传统方案中，由于位置环和速度控制环的算法复杂，计算缓慢且电流环控制需要实时快速更新，很难在单个处理器芯片里兼顾这两类不同的算法。而Renesas MPU+Lattice FPGA采用的双芯片架构，能将电流环控制放在FPGA里进行硬件加速，大幅降低延时，让电流环更快速，提高精确度。不仅如此， FPGA还可分担处理器的工作，进而提升整体性能。


优势二：以更优成本实现单/多轴应用

FPGA在实现多轴同步控制、电流环控制、PWM控制和输出等方面更具优势，能够以最优成本实现多轴控制。与市面常见的SoC和DSP方案对比，Renesas RZ/T1 MPU+Lattice FPGA 方案具有以下优势：

1、EtherCAT控制：DSP只集成EtherCAT软核控制器，实时控制存在不足；SoC需额外购买IP-core，一次性投入较大，开发门槛较高。Renesas RZ/T1 MPU内部集成了EtherCAT硬核控制器，集成度更高，控制的实时性更好；


2.内核：DSP具有电机专用集成电路、运算速度快，但受限于架构，主频较低。SoC集成Cortex-A9内核，较少用于实时控制，开发难度更大，更复杂。而Renesas RZ/T1 MPU采用Arm Cortex-R4内核，专门用于实时控制，主频可以灵活选用300MHz、450MHz、600MHz；


3、电机控制：DSP通常只支持单轴电机系统，如果要实现双/多轴电机系统，需要外加芯片；SoC可以实现1-6轴，但成本较高。Lattice FPGA可灵活搭配不同型号，实现1-6轴电机控制，成本上更具优势；


4、开发难度：Renesas RZ/T1 MPU+Lattice FPGA分工明确， 比DSP和SoC的开发难度更低。


优势三：灵活搭配不同配置

Renesas RZ/T1系列芯片兼容全系列管脚，可根据不同功能/主频灵活选择不同型号。


RZ/T1产品线系列型号图示 


Lattice FPGA ECP5 系列覆盖了从12K到85K LUT逻辑资源， 拥有一流的兼容性及可扩展性， 可灵活搭配1至6轴需求。

Lattice ECP5 FPGA 系列型号图示


Renesas RZ/T1 MPU+Lattice FPGA方案支持EtherCAT总线、单轴以及多轴的系统控制，能够为数控机床、多关节机器人、锂电池制造设备、LED晶圆设备、3C制造设备、雕琢/切割机、纺织机械、塑料机械等应用的设计与开发提供更便捷、更具扩展性以及更优成本的伺服驱动解决方案。

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本文由星晴123转载自Renesas，原文标题为:更优成本、可灵活配置的高性能EtherCAT伺服驱动解决方案，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

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  • 海洋之心 Lv4. 资深工程师 2021-04-01
    学习
  • Nicholas Lv7. 资深专家 2021-02-21
    研究一下
  • Jackie0078 Lv8. 研究员 2021-02-15
    学习学习下
  • zwjiang Lv9. 科学家 2021-02-15
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