与MCU和DSP串行处理指令方式相比,FPGA凭借强大的并行处理数据的能力和实时性的特点,在永磁同步电机控制领域及多轴伺服控制系统领域的应用越来越多。随着微电子技术的发展,FPGA的性能不断提高,以及先进的控制理论和控制算法的成熟,FPGA从最开始的实现简单的PID控制,发展到现在各种先进的控制算法都可以实现。FPGA在电机控制领域的优势主要有以下方面:

(1)、系统结构清晰。FPGA采用自上而下的设计方法,模块化设计方法,这种设计方法可以使设计人员更加清晰的了解自己设计的系统,在完成每一个功能模块的同时,逐步搭建并测试整个系统。

(2)、指令运算速度快。DSP在电机控制中应用比较普遍,因为DSP内部存在非常高效的指令集合,在一定程度上可以加快系统的运行速度,供应商提供丰富的库函数,在该平台上易于开发。但是缺陷在于DSP只能串行执行指令,复杂的算法占据太长的时间资源。例如永磁同步电机控制算法过于复杂,使用DSP进行算法处理,会占用很长的时间资源,使电机控制系统的实时性变差。FPGA采用Verilog硬件描述语言,采用软件的方式在FPGA内部搭建硬件控制算法,并行处理算法速度快,实时性强。

(3)、系统开发时间短。硬件电路设计采用类似软件的开发方式实现硬件开发,采用自上而下设计思想和EDA模块化设计方法。这样可以实现快速的算法仿真验证和系统设计,缩短原型机的开发周期。

(4)、FPGA接口资源丰富。FPGA拥有丰富的外设接口,而MCU和DSP可供自由配置的端口太少,只能利用特定的端口实现固定的功能。DSP或MCU应用到多电机控制系统或者多机通信中时,会有很多技术难题需要解决,但FPGA可以很好的解决这些问题。

得到金句:“缓解压力的关键;不在于消灭压力;而在于提升能力”。引用得到APP产品得到金句。