數(shù)字信號控制器提供實時控制功能
2021-01-21來源:網(wǎng)絡(luò)作者:網(wǎng)絡(luò)標簽:信號控制器
越來越多的實時控制應(yīng)用令設(shè)計人員左右為難。這些應(yīng)用既需要微控制器(MCU)的易用性和對中斷的快速響應(yīng)特性,又需要數(shù)字信號處理器(DSP)的強大計算能力。伺服機構(gòu)、功率因數(shù)校正和可變負載運動控制等應(yīng)用都要求把DSP的計算能力與MCU的快速中斷響應(yīng)和數(shù)字輸出特長結(jié)合在一起,所以,最初的解決方案是在應(yīng)用中同時采用這兩種器件。但集成能力的提升使數(shù)字信號控制器(DSC)的開發(fā)得以實現(xiàn)。DSC是一種帶DSP架構(gòu)從而具有更強計算能力的混合型MCU器件,其性能和提供的外設(shè)范圍都得到了拓展。“起初,DSC針對的是特定市場,但現(xiàn)在需要實時控制的應(yīng)用已不在少數(shù),且DSC和MCU市場已開始融合。”TIC2000系列產(chǎn)品的營銷經(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補充道。微芯科技(Microchip)公司戰(zhàn)略營銷經(jīng)理Steve Marsh也持相同觀點。“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,Marsh指出,傳統(tǒng)應(yīng)用對DSC的要求也越來越多。“類似電機控制等應(yīng)用正在轉(zhuǎn)用更先進的算法以降低傳感器和電機成本,還要應(yīng)對諸如可變負載等獨特的負載要求。”他說。DSC新品層出不窮為順應(yīng)市場發(fā)展趨勢,2008年Microchip和TI分別推出了20多款新型DSC器件,并計劃在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。這些新品的特點是功能更強、性能更高、售價更低,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和頻率控制的脈寬調(diào)制器(PWM)、最大可達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數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)以拓展設(shè)計選擇,開發(fā)人員可利用該DAC輸出模擬控制信號、生成報警音(不占用PWM資源),或作為用戶接口設(shè)計的一部分提供數(shù)字化語音響應(yīng)。滿足市場對小體積設(shè)計日益增長的需求是Microchip新型DSC產(chǎn)品的另一個重點。為使封裝盡量小(6x6mm/28引腳),Microchip實現(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)需要來映射I/O信號,以便在選擇一種外設(shè)功能時不會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,批量購買時單價不足2美元,其封裝只有48引腳。Piccolo系列于2008年12月提供樣片,其存儲器最大可達128 MB,且有豐富的模擬和數(shù)字I/O外設(shè)。該系列還包含一個頻率和占空比精度可達150皮秒(10-9秒)的增強型PWM設(shè)計。
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