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隨著半導體技術(shù)的進步，以及對更智能、更安全和更高效系統(tǒng)的需求不斷增長，工業(yè)機器人最近幾年經(jīng)歷了一場顯著的變革。這場變革的核心是使用先進的嵌入式處理器，這種處理器采用片上系統(tǒng) (SoC) 架構(gòu)，集成了包括外設(shè)和硬件加速器在內(nèi)的各種元件。這些處理器在增強工業(yè)機器人的功能方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，使它們能夠精準、快速和可靠地執(zhí)行任務(wù)。本文中，我們將深入探討高度集成的嵌入式處理器在推動工業(yè)機器人發(fā)展方面發(fā)揮的作用。

工業(yè)機器人和嵌入式處理器簡介

工業(yè)機器人是指在工業(yè)環(huán)境中用于執(zhí)行各種任務(wù)的自動化機器，如鉸接式機械臂(圖 1)等。這些機器人執(zhí)行的任務(wù)范圍非常廣，從簡單的裝配操作到焊接、噴漆和物料處理等復雜的制造過程。

圖 1：帶 UPC 掃描儀的自動化鉸接式機械臂

嵌入式處理器用于控制機械臂和傳動器的運動，處理來自各種傳感器的數(shù)據(jù)以及根據(jù)環(huán)境反饋做出實時決策。它們使機器人能夠更精準、更高效、更自主地執(zhí)行任務(wù)，從而提高生產(chǎn)力并減少工業(yè)過程中對人工干預的需求。

高度集成的嵌入式處理器在工業(yè)機器人中的重要性

德州儀器 (TI) 的 AM68A、AM69A、TDA4VM 和 TDA4VH-Q1 等高度集成的嵌入式處理器通常將各種元件組合到一個芯片中，這些元件包括中央處理單元 (CPU)、片上存儲器、輸入/輸出 (I/O) 接口、專用硬件加速器和視覺處理器。這些器件旨在處理各種任務(wù)，包括運動控制、傳感器數(shù)據(jù)處理、通信和實時決策。

與分立式方案相比，更高的集成度可提高嵌入式處理器的能效并減少熱量散發(fā)，這也是工業(yè)應用中的一項關(guān)鍵因素。機器人計算模塊的功耗更低，意味著可以將功率分配給其他運行關(guān)鍵型系統(tǒng)，或者可以完全降低整體功耗，從而提高機器人的能效。此外，具有高級電源管理功能的嵌入式處理器有助于延長電池供電機器人的電池壽命。

最后，集成有助于簡化整體系統(tǒng)設(shè)計，使其更易于與其他系統(tǒng)一同安裝到機器人中。這可以縮短元件之間的數(shù)據(jù)傳輸時間，從而提高性能，因為機器人內(nèi)元件之間的距離越近，越會減少所需的布線量，從而降低系統(tǒng)成本和重量。

TI 的嵌入式處理器如何塑造機器人的未來?

德州儀器作為一家先進的芯片供應商，面向工業(yè)機器人應用提供高度集成的嵌入式處理器。我們的產(chǎn)品系列提供品類齊全、專為滿足工業(yè)自動化的嚴苛要求而設(shè)計的嵌入式處理器。我們的處理器旨在滿足客戶在各種工業(yè)環(huán)境中對系統(tǒng)的性能、功耗和安全性需求。

結(jié)合利用開源軟件(可在 TI 開發(fā)人員專區(qū)獲得)以及由硬件和軟件第三方合作伙伴構(gòu)成的廣泛生態(tài)系統(tǒng)時，這些器件有助于簡化設(shè)計流程，從而推動創(chuàng)新并加速機器人在工業(yè)環(huán)境中的應用。

未來趨勢如何?

隨著機器人日益智能化和自主化，以及能夠更可靠地與人類操作員協(xié)作，工業(yè)機器人中高度集成的嵌入式處理器的使用預計將繼續(xù)增長。這個領(lǐng)域未來的發(fā)展有可能專注于進一步改進嵌入式處理器的性能、功效和安全性，以及將諸如人工智能和機器學習等新技術(shù)集成到更多的機器人控制系統(tǒng)中。

隨著持續(xù)創(chuàng)新和進步，高度集成的嵌入式處理器將在塑造工業(yè)機器人未來方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用。