智能工業(yè)促使芯片變革

　　第二是生產(chǎn)力的提升。包括可靠度和穩(wěn)定度的提升。如何提高產(chǎn)品生產(chǎn)線的效率，降低故障時間，以及包括操作員受傷或者影響整個操作過程順利的因素都能被排除。

　　第三是現(xiàn)在熱門的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在工廠自動化的部分。這里重要的環(huán)節(jié)就是以太網(wǎng)是否是安全的，也就是所有的資料具有加密性。

　　圖4是整個工廠自動化的一個典型的系統(tǒng)架構(gòu)圖，從上方可見的第一個部分是PAC，通常會帶有運動控制的部分，屬于中高端產(chǎn)品。另一部分是中低端產(chǎn)品，通常HMI(人機界面)和PLC(可編程邏輯控制器)是分離的，并不是支持運動控制的功能。Fieldbus(現(xiàn)場總線)連接以太網(wǎng)或者其他傳統(tǒng)的連接方式，來連接從站的部分。從站部分主要是多軸的伺服驅(qū)動，從圖4中可以看到三軸和單軸的伺服驅(qū)動，加上一些I/O開關(guān)。

　　由從站跟主站的結(jié)合，可以集成機械手臂或者是工具機具，就組成了企業(yè)型的以太網(wǎng)。企業(yè)型的以太網(wǎng)連接著工廠與辦公大樓的部分，需要可靠、穩(wěn)定，即所謂冗余、不丟包的安全以太網(wǎng)。

　　FPGA是工業(yè)控制的一種新選擇

　　應(yīng)用于智能工業(yè)中的芯片必須具備多個條件：靈活性;能做到市場的差異化;另外要能使整個系統(tǒng)的成本降低，開發(fā)時間縮短。另外，開發(fā)工具是不是符合功能安全、可靠度、穩(wěn)定度。最后一個很重要的因素是芯片的供應(yīng)時間是不是可以長達(dá)15年，因為通常傳統(tǒng)生產(chǎn)線的工廠自動化的產(chǎn)品生命周期通常需要10年以上的時間。

　　傳統(tǒng)的機器人通常是價格昂貴的工控機，或由X86英特爾四核CPU去控制的。市場上沒有單芯片就可以控制機器人的設(shè)備。Altera亞太區(qū)工業(yè)業(yè)務(wù)部市場開發(fā)首席經(jīng)理江允貴稱，Altera提出了Cyclone V SoC的單芯片解決方案。

　　當(dāng)然，傳統(tǒng)型的單軸伺服驅(qū)動，主要是DSP加上FPGA。但是未來，一旦主流是多軸并且低成本產(chǎn)品，例如三軸或以上，單芯片的Cyclone V SoC就更方便。

　　當(dāng)前，PLC在國內(nèi)市場一直都是歐美日幾個大廠占據(jù)大多數(shù)的市場。國內(nèi)的企業(yè)通常是小型的PLC機。小型PLC支持到200個I/O以下，功能簡單。但本土企業(yè)也希望做多功能的PLC，以提高競爭力，例如國內(nèi)的一些客戶目前想要把HMI集成進(jìn)PLC，把它的產(chǎn)品定位從低端往中高端移動。

　　為了幫助國內(nèi)客戶設(shè)計，芯片廠商通常提供一些算法，例如Altera不僅提供多種馬達(dá)控制器，還提供FFT振動抑制算法，適用于多軸伺服，“除了我們，目前亞太區(qū)沒有一家廠商向客戶提供這種在線式的振動抑制算法”，Altera的江允貴指出。“盡管日本或者歐洲有這種功能，但是實現(xiàn)方式我們并不清楚，可能是用專用芯片。但我們現(xiàn)在做出來了，用FPGA實現(xiàn)。”

　　機器人的安全性、可靠性也很重要。不過，除了FPGA以外，還有其他的器件也需要安全，例如電源控制是不是安全，還有電機里面的材料是不是可靠。