數(shù)字信號(hào)控制器提供實(shí)時(shí)控制功能
2020-12-11來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)作者:網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽:信號(hào)控制器
越來(lái)越多的實(shí)時(shí)控制應(yīng)用令設(shè)計(jì)人員左右為難。這些應(yīng)用既需要微控制器(MCU)的易用性和對(duì)中斷的快速響應(yīng)特性,又需要數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的強(qiáng)大計(jì)算能力。 伺服機(jī)構(gòu)、功率因數(shù)校正和可變負(fù)載運(yùn)動(dòng)控制等應(yīng)用都要求把DSP的計(jì)算能力與MCU的快速中斷響應(yīng)和數(shù)字輸出特長(zhǎng)結(jié)合在一起,所以,最初的解決方案是在應(yīng)用中同時(shí)采用這兩種器件。 但集成能力的提升使數(shù)字信號(hào)控制器(DSC)的開發(fā)得以實(shí)現(xiàn)。DSC是一種帶DSP架構(gòu)從而具有更強(qiáng)計(jì)算能力的混合型MCU器件,其性能和提供的外設(shè)范圍都得到了拓展。
“起初,DSC針對(duì)的是特定市場(chǎng),但現(xiàn)在需要實(shí)時(shí)控制的應(yīng)用已不在少數(shù),且DSC和MCU市場(chǎng)已開始融合。”TI C2000系列產(chǎn)品的營(yíng)銷經(jīng)理Keith Ogboenyiya表示。在電源等應(yīng)用領(lǐng)域,DSC已開始取代MCU和模擬控制系統(tǒng),Ogboenyiya補(bǔ)充道。 微芯科技(Microchip)公司戰(zhàn)略營(yíng)銷經(jīng)理Steve Marsh也持相同觀點(diǎn)。“數(shù)字電源等領(lǐng)域正開始從傳統(tǒng)MCU轉(zhuǎn)向DSC,而不久之后,電池管理等其他應(yīng)用也將步其后塵。”Marsh說,“MCU用戶已開始利用DSC內(nèi)的DSP特性。” 同時(shí),Marsh指出,傳統(tǒng)應(yīng)用對(duì)DSC的要求也越來(lái)越多。“類似電機(jī)控制等應(yīng)用正在轉(zhuǎn)用更先進(jìn)的算法以降低傳感器和電機(jī)成本,還要應(yīng)對(duì)諸如可變負(fù)載等獨(dú)特的負(fù)載要求。”他說。 DSC新品層出不窮 為順應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì),2008年Microchip和TI分別推出了20多款新型DSC器件,并計(jì)劃在2009年推出更多產(chǎn)品。此外,飛思卡爾也有自己的DSC,而ADI有面向控制的DSP;Microchip和TI的新品使業(yè)已豐富的DSC器件錦上添花。這些新品的特點(diǎn)是功能更強(qiáng)、性能更高、售價(jià)更低,有利于拓展DSC的應(yīng)用領(lǐng)域。
例如,Microchip的16位dsPIC33系列增加了用于電機(jī)和頻率控制的脈寬調(diào)制器(PWM)、最大可達(dá)128MB的閃存,以及用于現(xiàn)有并行和串行數(shù)字接口和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的正交編碼器接口。dsPIC33系列還增加了音頻級(jí)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)以拓展設(shè)計(jì)選擇,開發(fā)人員可利用該DAC輸出模擬控制信號(hào)、生成報(bào)警音(不占用PWM資源),或作為用戶接口設(shè)計(jì)的一部分提供數(shù)字化語(yǔ)音響應(yīng)。 滿足市場(chǎng)對(duì)小體積設(shè)計(jì)日益增長(zhǎng)的需求是Microchip新型DSC產(chǎn)品的另一個(gè)重點(diǎn)。為使封裝盡量小(6x6mm/28引腳),Microchip實(shí)現(xiàn)了片上外設(shè)可編程引腳選擇功能。
該功能允許開發(fā)人員根據(jù)需要來(lái)映射I/O信號(hào),以便在選擇一種外設(shè)功能時(shí)不會(huì)制約其它功能的使用。 成本和性能是TI開發(fā)其30多款新型Piccolo系列產(chǎn)品的推動(dòng)因素。基于其32位C2000處理器核心,Piccolo提供了高性能的DSC功能,批量購(gòu)買時(shí)單價(jià)不足2美元,其封裝只有48引腳。Piccolo系列于2008年12月提供樣片,其存儲(chǔ)器最大可達(dá)128 MB,且有豐富的模擬和數(shù)字I/O外設(shè)。該系列還包含一個(gè)頻率和占空比精度可達(dá)150皮秒(10-9秒)的增強(qiáng)型PWM設(shè)計(jì)。
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