機器人，一直是備受關注的熱門話題。機器人伴隨工業(yè)自動化革新的進程，已衍生出各種不同應用方向的細分品類。從傳統(tǒng)的機械臂機器人，拓展到了具有導航功能的移動機器人再到結合人工智能的服務機器人，機器人的功能場景不斷擴充，帶動了上下游市場的高速增長。

不管是什么品類的機器人，它們需要完成的任務從流程上看無非是從感知到?jīng)Q策到執(zhí)行。對機器人本身而言，執(zhí)行層的運動控制是其最核心的能力。感知可以通過集成激光、視覺等傳感器來豐富機器人的信息獲取，決策則取決于各廠商的上層軟件和智能算法的能力。最終落實到執(zhí)行層的運控，還是依賴于機器人本身內(nèi)部主控芯片主控元件賦予它的“能動性”。

機器人主控芯片上，長于控制的MCU仍然是機器人廠商最先考慮的選擇，但諸如DSP和FPGA等其他芯片也聲勢漸起。機器人主控芯片市場會如何發(fā)展？主控芯片廠商在如何布局？電子發(fā)燒友網(wǎng)就相關問題與靈動微電子電機技術經(jīng)理丁文雙進行了交流。

靈動微電子電機技術經(jīng)理：丁文雙

多需求下的機器人主控

機器人市場涵蓋的品類很多，從倉儲機器人到巡檢機器人，從碼垛機器人到焊接機器人，從迎賓機器人到消毒機器人，每一個細分應用的功能都對主控芯片有著不同的要求。靈動微電子電機技術經(jīng)理丁文雙在接受電子發(fā)燒友網(wǎng)的采訪中表示，傳統(tǒng)機器人與新興智能機器人一直是靈動微電子芯片產(chǎn)品的目標應用之一，不同應用方向的機器人對主控芯片的功耗、算力、可拓展性都不盡相同，靈動微電子會根據(jù)機器人市場的發(fā)展趨勢，聽取行業(yè)客戶的意見，來做針對性布局，覆蓋從小體積、低成本，到功能豐富、高算力的芯片產(chǎn)品系列。

小型的服務機器人對主控芯片要求不高，更看重主控芯片的成本與功耗；傳統(tǒng)的碼垛、上下料機器人則相當依賴于MCU提供精準的電機控制；到了更智能的機器人中，更需要主控芯片兼顧算力要求與拓展性。

目前單芯片的方案在國產(chǎn)機器人關節(jié)驅動中還是最常見的，MCU作為關節(jié)驅動的主力芯片現(xiàn)階段份額還是最大的。關節(jié)驅動的需求相對比較標準化，體積小，模擬外設集成度高，另外，也有一定的成本要求。MCU在這種標準化應用中優(yōu)勢還是比較明顯的。但是在多軸驅控一體機中，DSP+FPGA的組合兼具高性能和拓展性的優(yōu)點，相比于MCU有較大的優(yōu)勢。這也是現(xiàn)在機器人芯片市場中DSP與FPGA越來越火的原因。

多軸驅控MCU何去何從？

那MCU是不是在多軸驅控中就一籌莫展，任由DSP和FPGA收割機器人多軸驅控市場呢？答案是否定的，“針對DSP+FPGA的組合兼具高性能和拓展性的這個特點，伺服領域的MCU可以采用高算力雙核異構架構加上豐富的擴展IP來取代FPGA在伺服領域的作用。這樣無論項目的開發(fā)速度還是成本都會更具優(yōu)勢。”靈動微電子給出了他們的應對辦法，針對機器人應用中的痛點，對MCU進行專項能力的補足，以此來增強競爭力。

目前市場上主流的中高性能通用伺服驅動器，一般功能性能強調對標安川、松下等日系驅動器，既對性能有要求，也強調一定的可拓展性。中高性能的通用伺服通常是雙芯片架構，包含MCU和FPGA。在機器人智能化的發(fā)展中，異構架構的確可以兼顧算力和擴展性，在未來高性能機器人控制應用布局上，靈動微電子規(guī)劃了MCU+MPU架構的芯片，同時也會開發(fā)一些新的IP來取代FPGA在伺服領域的作用，例如ADC的解調模塊和一些編碼器的解調編碼模塊等。

機器人主控芯片國產(chǎn)化

在機器人推進國產(chǎn)化的進程中，機器人芯片的國產(chǎn)化率也在逐步提高，據(jù)了解，目前不少做協(xié)作機器人與移動機器人的廠商都會先考慮國產(chǎn)主控芯片，并保持著良好的合作關系。靈動微電子也對國產(chǎn)主控芯片的實力和發(fā)展持樂觀態(tài)度并表示機器人這一個快速發(fā)展的行業(yè)區(qū)別于傳統(tǒng)行業(yè)的國產(chǎn)替代，反過來也推動著國產(chǎn)MCU的創(chuàng)新。

機器人的未來趨勢肯定是智能化和功能多樣化。其應用到的MCU也會是不同規(guī)格，既會有體積小，功耗低的MCU，也需要較高算力，能有一定AI推理能力的主控MCU，還需要外設性能優(yōu)異的驅動和傳感類MCU。靈動微電子表示“國產(chǎn)MCU還在一個平臺迭代，不斷推陳出新的時期，對于機器人的新需求新技術，響應一定會比較快，二者形成了良好的正反饋”。

結語

在小型的機器人中，如果主控芯片只需要完成關節(jié)的控制不涉及復雜的高算力應用，機器人廠商為了攤薄成本選擇M0內(nèi)核為代表的主控芯片就足矣。隨著機器人的智能化發(fā)展，更復雜的感知側、執(zhí)行側要求主控芯片性能越來越高，各MCU廠商也相繼推出了豐富的芯片產(chǎn)品組合布局機器人智能化發(fā)展，國內(nèi)機器人市場的蓬勃發(fā)展離不開國產(chǎn)主控芯片的鼎力支持。保證性能不輸?shù)那疤嵯?，國產(chǎn)主控MCU利用成本、周期、響應速度等多方面優(yōu)勢為機器人國產(chǎn)化增添了不少助力。