伺服驱动器,属于伺服系统的一部分,主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制,实现高精度的传动系统定位。常见的伺服驱动器结构如下图所示。
伺服驱动系统框图
由上图可知,一般FPGA在伺服驱动器中承担电机控制单元的角色,从EtherCAT总线获取用户数据,并采集传感器数据通过电机控制算法不断修正输出信号,达到闭环控制的目的。FPGA由于是纯硬件,控制算法处理的延迟是固定的,因此稳定性更高,瞬态响应也会更好。Altera的EP4CE10F17I7N就是一款在伺服驱动器中常见的国外厂商的FPGA芯片。但由于贸易关系的影响,供货得不到保证,加上价格相对于国产要高很多。本文重点推荐一款国产厂商京微齐力的FPGA芯片M5C06N3SF256能够对其Pin to Pin进行替代。
京微齐力M5C06N3SF256主要特点:
1、该型号能够支持186个I/O,满足客户替换需要;
2、支持18*18乘法器为16个,能够为后期拓展其他功能提供支持;
3、支持12K的逻辑单元,满足一般的逻辑资源需求;
4、BGA256常用封装,能否兼容后期升级的需要;
5、实现硬核8051和FPGA的完美结合,操作灵活,项目移植与可扩展性好;
6、采用全新的高性能Tile架构,提高系统性能与资源利用率;
7、SRAM高达128KB,可满足所有8051应用需求;
8、全部国产化,整体交期短;
9、全程技术支持。
M5C06N3SF256的逻辑单元与EP4CE10F17I7N相当,能实现多而复杂的功能,提升产品竞争力。其他重要参数几乎是一致的,因此M5C06N3SF256性能优势明显。此外,该器件可Pin to Pin替代大幅度减少硬件验证周期,软件上由于硬件描述语言(RTL)的通用性,只需修改小部分厂商IP核代码,逻辑功能代码可通用。在批量生产环节,国产器件也有着天然的价格和供货优势。
综上,在伺服驱动中使用京微齐力M5C06N3SF256替代Altera(阿尔特拉)的EP4CE10F17I7N将带来非常可观的收益。
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