上一期說到，隨著國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人賽道上玩家的增多，機(jī)器人廠商，尤其是國內(nèi)協(xié)作機(jī)器人廠商都開始尋求最適合自己的主控芯片。性能的高低已經(jīng)不是單一的決定因素，這些廠商往往要考慮到拓展機(jī)器人功能以及把控整機(jī)成本。所以很多以前在芯片選型上保守的廠商現(xiàn)在都愿意嘗試一下不同的芯片，擇優(yōu)選出最適合自家的型號(hào)。上一期物品們列出的僅僅是機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)芯片里的三個(gè)為人熟知的系列，在這個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域里，還有這大量優(yōu)秀的產(chǎn)品值得挖掘。

RX72M

單芯片依然是國內(nèi)做工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)最常見的方案。RA的RX72M加上EtherCAT的單芯片解決方案也是不少國內(nèi)機(jī)器人廠商常用的選擇。這種設(shè)計(jì)方案考慮到總線通信功能，減去了設(shè)計(jì)者需要自己外加從站控制芯片的步驟，將從控制器集成到了MCU上，實(shí)現(xiàn)了需要在單個(gè)芯片上使用專用控制器的系統(tǒng)配置，從而有助于減少零件數(shù)量并節(jié)省空間。因此這種方案很受機(jī)器人廠商歡迎。

RX72M產(chǎn)品組內(nèi)核是RA出名的RX第三代CPU內(nèi)核“RXv3 core”。性能很高，主頻最高可達(dá)240MHz，這個(gè)系列能夠在240 MHz下運(yùn)行1396 CoreMark，再加上片上雙精度FPU，顯著提高了MCU處理能力。RA為這個(gè)擁有強(qiáng)大核心能力的系列配置了大容量4MB存儲(chǔ)和SRAM 1 MB 的閃存記憶體。

這個(gè)通信接口尤為豐富，包括符合IEEE 1588的以太網(wǎng)MAC、SD主機(jī)接口、四SPI和CAN，對(duì)于通訊協(xié)議復(fù)雜的機(jī)器人工控應(yīng)用來說這樣的設(shè)計(jì)可以減少很多麻煩。從整個(gè)體系上這個(gè)系列也很注重對(duì)功耗的限制，RTC能夠通過專用電源進(jìn)行操作，并配有四種不同模式的低功耗模式。

如果RX72M僅僅在內(nèi)核處理性能上做了增強(qiáng)，那么對(duì)機(jī)器人廠商而言可能都不會(huì)有那么多吸引力。就單單它支持市場上70%以上主要工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議就能看出RX72M在基礎(chǔ)設(shè)施上的建設(shè)花了不少心思。除此之外RA還有結(jié)合ROS的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)組合，也是極具吸引力。

AM64X

TI有不少用于工業(yè)機(jī)器人協(xié)作機(jī)器人的單芯片方案，旗下C2000系列，DSP系列一直是行業(yè)里的主流硬通貨。但這次我們不看這些耳熟能詳?shù)南盗?，我們看看AM64X系列中的新品。雖然AM6442還沒有正式發(fā)售，還沒有經(jīng)過各家機(jī)器人廠商的校驗(yàn)。但僅從它的配置上，就已經(jīng)能斷言在高端協(xié)作機(jī)器人驅(qū)動(dòng)上它一定能穩(wěn)占一席。

AM6442是Sitara新增的工業(yè)級(jí)異構(gòu)Arm處理器產(chǎn)品系列，針對(duì)需要將實(shí)時(shí)通信與應(yīng)用處理結(jié)合的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器而構(gòu)建。AM6442將兩個(gè)支持時(shí)間敏感TSN技術(shù)的Sitara千兆位PRU-ICSSG與最多兩個(gè)Arm Cortex-A53內(nèi)核、最多四個(gè)Cortex-R5F MCU和一個(gè)Cortex-M4F MCU合并到一起?？吹竭@里想必都明白這個(gè)處理器系列性能有多強(qiáng)悍了。即便是對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的多軸控制，這個(gè)系列的性能應(yīng)付起來也是綽綽有余。

雙核64位Arm Cortex-A53微處理器系統(tǒng)性能高達(dá) 1.0GHz，子系統(tǒng)則支持最多2個(gè)雙核Arm Cortex-R5F MCU 子系統(tǒng)主頻最高800MHz專用于實(shí)時(shí)處理。而另一個(gè)單核Arm Cortex-M4F MCU最高400MHz。如此高性能的內(nèi)核，配合緊密耦合的存儲(chǔ)器組以及可配置的SRAM分區(qū)，對(duì)于實(shí)時(shí)性能要求越來越高的機(jī)器人應(yīng)用正好適配。

為了應(yīng)對(duì)復(fù)雜的工業(yè)通信，AM6442配置了兩個(gè)千兆位工業(yè)通信子系統(tǒng)。子系統(tǒng)不僅僅支持TI非常有特色的時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)，還支持Profinet IRT、Profinet RT、EtherNet/IP、EtherCAT等等。對(duì)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議絲毫不比上面那位差。唯一的缺點(diǎn)可能就是對(duì)大多數(shù)走量的機(jī)器人廠商來說這樣的配置太高端。

XMC4000

英飛凌的XMC4000系列采用了內(nèi)置DSP指令的 Arm Cortex-M4內(nèi)核。各型號(hào)在主頻，應(yīng)用方向上稍有不同，但單精度浮點(diǎn)單元、DMA以及MPU這些先進(jìn)的技術(shù)一個(gè)都不少。

集成EtherCAT的4300與4800是很多機(jī)器人廠商鐘愛的選擇。本身強(qiáng)大的內(nèi)核性能，加上增強(qiáng)型的通信能力以及相比之下更低的成本，這個(gè)系列能成為一些機(jī)器人廠商的偏愛不無道理。

就本身性能來看，144MHz的主頻加上FPU、DSP，配合2MB的嵌入式閃存和352KB的嵌入式RAM，已經(jīng)可以讓工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)表現(xiàn)良好的性能。此外還配置了一套全面的定時(shí)器、Delta Sigma 解調(diào)器、位置接口、具有ADC觸發(fā)器的PWM。

XMC4800在嵌入式控制上是性價(jià)比很高的一個(gè)系列。XMC4800系列是業(yè)界首款將EtherCAT與ARM Cortex-M 控制器結(jié)合的MCU，具有集成閃存和模擬/混合信號(hào)IP。在EtherCAT設(shè)計(jì)上，英飛凌一直都以緊湊、成本效益為先，無需專用 ASIC和外部存儲(chǔ)器。在成本的把控上無疑是切中了廠商的痛點(diǎn)。

小結(jié)

集成工業(yè)以太通訊協(xié)議的芯片受到一大批機(jī)器人廠商的青睞。在性能足夠覆蓋機(jī)器人驅(qū)動(dòng)的情況下，提供更好的其他層面的支持也提升了下游廠商的黏性。