工業控制市場展望及挑戰應對
http://www.debgrams.com 2012-02-08 16:09 來源：電子工程世界
在工業控制領域，實時性、精確性、安全性和可靠性等性能指標仍將是設計過程中的難點之所在，而小尺寸、低成本和低功耗等性能趨勢也是系統設計大的發展方向，同時，對于向新技術和實施的轉移，設計復雜性和設計周期也是大家經常遇見的挑戰。在2012年國際集成電路研討會暨展覽會(IIC-China)上，安防技術專區將集中探討安防與監控產業的發展趨勢和技術支持，并將涵蓋高清與智能等熱門話題，同時，艾科嘉(Exar)、笙科電子和愛特梅爾等公司也將為工控產業的發展帶來新的啟示。
凌華科技(ADLINK)華南區總經理藍林忠對機器人控制系統、高精度龍門結構激光切割控制以及手機相關硬件功能測試市場前景看好。他指出，在機器人控制系統上，更高的速度及精度要求是最主要的挑戰之處。高精度龍門結構激光切割控制的挑戰在于如何在雙軌的機構行進中，實時的做出位置補償，同時還能保持速度及精度要求，更能穩定并準確地控制激光的能量輸出。手機相關硬件測試主要是在于如何整合測試需要的信號采集、以及進行上下料件的精密定位及控制。其中，特別是高精度龍門結構激光切割控制，借助凌華科技提供的基于DSP核心運算的控制系統，可將客戶所需要的功能設計成算法，在位置補償及速度規劃上取得完美平衡，再憑借DSP獨立運算來確保系統的實時性要求。
凌華科技分布式運動控制與I/O解決方案。
Exar公司認為，汽車控制、工業自動化和網絡市場將在未來一年內有強勁的表現。工業市場無疑在穩定性和魯棒性上的要求比消費類應用的定位要高。同時，更小尺寸、更低成本和更低功耗的系統在總體上要求有更高水平的系統集成度。系統設計人員正被要求以更少的電能，更小的空間，更少的經費和在更短的時間內完成設計。為了實現這些目標，往往需要利用定制器件。
Exar推出的最新SP339 RS-232/RS-485/RS-422串行收發器在片上集成了電纜終端和多個開關，使客戶可以減少在自己的產品中使用外部元器件的數量。這種集成可以極大地減小電路板的尺寸和降低整體方案的材料成本。
此外，Exar提供的各種總線接口的UART產品可以很方便地提供多個系統之間的連接性。一些增強型功能(如RS-485半雙工自動控制，小數波特率發生器和多點模式)簡化了軟硬件的設計難度。最新的UART還擁有其他一些功能，例如集成電平轉換器和具有不同數量可用GPIO引腳的多種封裝選擇。
水處理、火車和交通管理、發配電等基礎設施建設需要用到可編程控制器、電機控制器和數字電源轉換器。實時控制系統之間的互操作性需要標準的通信和控制協議。可靠、安全和穩定的運行將確保流程的效率和有效性。此外，高效的電機運行也非常關鍵。
通過提高精度和實時調節，可以改善電機和數字電源的轉換效率。設計人員需要采用各種軟件工具來為越來越復雜的控制算法建模，這些控制算法需要提高處理器性能、增加片上閃存并提供更專業的外設，例如數量眾多的定時器、模數轉換器和脈寬調制器。飛思卡爾公司認為，最大的挑戰之一是，隨著系統復雜性的增加，確保安全性和可靠性將會變得更加困難。
飛思卡爾通過在不同代處理器和各種性能水平之間提供軟件兼容性，系統性能可以從100MIPS擴展至50,000MIPS。這樣便允許在不同控制系統之間重用軟件，以降低開發和支持成本并縮短時間和減少風險。通過采用多協議支持的高集成度處理器能夠降低系統成本。飛思卡爾具有多款工業或汽車應用認證的可靠器件，例如，基于ARM Cortex-M4技術的Kinetis MCU，最多可提供200MIPS、2MB閃存及連接性和顯示器外設。所有器件都集成了廣泛的連接性，許多器件也都集成了用于增加安全性的網絡加密、信任結構和數據融合。
飛思卡爾Kinetis MCU基于ARM Cortex-M4技術，最多可提供200MIPS、2MB閃存、連接性和顯示外設。
賽靈思公司工業市場營銷經理Yvonne Lin認為工業網絡、電機控制和機器視覺將會有快速發展(圖5)。這些應用要求具有卓越的性能和足夠的處理能力，因為所有這些應用都對性能提出了更高的要求，而足夠的處理能力則是實現預期目標的必要條件。以電機控制為例，賽靈思FPGA在不到4μs的時間內即可閉合電流環，而傳統的MCU則需要50μs時間。
對于轉移到新技術和實施的客戶來說，設計復雜性和設計周期是常見的挑戰。為了確保技術跨越的平穩進行，客戶希望從供應商得到已經驗證的解決方案以及指導，以實現無縫過渡，從而縮短設計周期并最大限度地減少風險。
針對上述所有應用驗證的解決方案，賽靈思及其合作伙伴提供了廣泛的附屬資料、IP、硬件平臺和參考設計，以縮短設計周期。客戶正在利用FPGA來滿足不斷變化的系統要求和提供差異化產品，進而為最終客戶提供卓越的增值服務而不是提供與其他廠商相同的解決方案。實現產品差異化的最佳途徑就是充分利用FPGA固有的靈活性。
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