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

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

為何重返馬達控制市場

“馬達控制和新能源市場將會越來越熱。”張松剛的這種判斷并不是主觀臆測，而是通過其總結(jié)的一系列近期的熱點數(shù)據(jù)得出的。“Rockwell Automation指出全球約有1970億美元花費在因電機控制不當而產(chǎn)生的維護費用;EIA表示下一個20年，全球電能需求量將翻倍;HIS預計低壓電機市場到2017年將成長至230億美元;Lux Research表示2018年太陽能光伏市場將達到1550億;目前全球約有40%的電能消耗在工業(yè)電機上，等等…”

其實對于ADI來說，其兩年前就已展示了業(yè)界首款馬達控制系統(tǒng)設(shè)計平臺，不過當時采用的是ADI獨有的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，會用的人更多，不需要重頭開始學習。

談及與Blackfin的區(qū)別，張松剛表示，Blackfin偏重于數(shù)字信號處理，速度可達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，常見的處理器中ADC很容易在主頻過高的時候受到干擾，而ADI將ADC單獨做成一個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)品未來的定位是面向整個工業(yè)控制系統(tǒng)，因此需要預留足夠多的性能冗余。

而且，越來越多新型算法技術(shù)都是基于Matlab等高級語言的，早在Blackfin時代，ADI就已經(jīng)支持Matlab開發(fā)的算法，ADSP- CM40x同樣支持Matlab和Simulink直接接入Visual DSP開發(fā)工具。“我們在做處理器硬件規(guī)劃時候也做了軟件規(guī)劃，使開發(fā)環(huán)境仿真軟件可以無縫和我們的產(chǎn)品結(jié)合。”張松剛表示。

除了ARM，ADI的絕技還有很多

實際上ADI早在幾年前就已經(jīng)將ARM處理器植入ADC中，對其計算補償。張松剛表示，在處理器內(nèi)核日趨相同的今天，外設(shè)才是各家競爭的法寶所在。

談到ADSP-CM40x的獨到之處，張松剛可以講得很多。“國內(nèi)廠家制作逆變器變頻器伺服系統(tǒng)時，總是感覺差了一點點，主要原因就在于片內(nèi)ADC 引起的電流控制精度問題，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，對提高整個系統(tǒng)性能來講是個關(guān)鍵點。”同時ADC的轉(zhuǎn)換速度達到了2.6MHz，24個通道全部轉(zhuǎn)換完成也只在3us內(nèi)。

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

同時，ADSP-CM40x內(nèi)置了SINC濾波器，過去這一功能往往單獨由FPGA或者DSP實現(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，特別是直流注入的監(jiān)控。

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