工业自动化和与日俱增的人力成本催生了机器人的需求，尤其在中国，这是一个庞大的市场。数据显示，2012年中国工业机器人本体市场达到8亿美元，并将以10%的年复合增长率，在2017年可达到13亿美元的规模，如何在这个市场中分一杯羹将成各大半导体厂商关注的问题。鉴此，我们从机器人发展所需要的几个方面入手，分析整个机器人“内芯”的格局。
我们知道，现在的工业机器人最重要的组成部分是智能感测和运动控制。当前最普遍的机器人样态就是模仿人类手臂的机器手臂，要灵活的控制这些手臂，就需要更高灵敏度的感测前端配合，高精度的感测前端则需要更多的传感器，因此在机器人威廉希尔官方网站 里面就涉及到了控制、驱动、传感等多方面的威廉希尔官方网站 ，这也是各大厂商明争暗斗的领域。
首先，在机器手臂的控制中，MCU是重要的控制核心。多种控制器或处理器中以MCU的市场前景最为可期，虽然MCU的处理效能比不上微处理器（MPU）、数字信号处理器（DSP）或是现场可编程门阵列（FPGA）等元件，不过由于目前智能工厂上的机器人多以机器手臂为主，高精度、大型且完全拟真人的机器人还不普遍，而机器手臂注重的是马达控制效能，因此已在马达控制领域占有一席之地的MCU业者将最直接受惠。且据了解，机器人的灵活度主要取决于移动关节的数目，这样的话则需要更多的马达，因此对MCU的需求将明显增加，将目光投向MCU，对于广大半导体厂商而言，是一个巨大的商机。
为了满足机器人马达的控制应用，厂商们除了要提供易开发的嵌入式平台、设计工具及通用软件外，更要建立好MCU周边完善的通讯环境，亦即MCU须能处理各种工业通讯协议，保证各种通讯的扩展。当然，MCU运算能力的提高也是在所难免的。
对于工业机器人而言，除了应用较为成熟的机器手臂之外，影像的分析、运算与处理也渐渐成为工业自动化应用中不可或缺的要素，包括自动光学检测（Automatic Optical Inspection， AOI）、嵌入式机器视觉等系统皆深具应用潜力，尤其是机器视觉运算未来将可大幅简化生产线上的工作流程。因此如何打造一个出色的机器视觉系统成为机器人威廉希尔官方网站
发展的重中之重。德州仪器（TI）研发出的可编程即时元件（Programmable Real-time Unit， PRU）整合DSP新方案，可藉此建立完善的可编程环境，提高机器视觉系统的设计灵活性。
本文选自电子发烧友网6月《智能工业特刊》特别聚焦栏目，转载请注明出处。
德州仪器在DSP SoC中加入PRU区块，用以补足处理器未能提供的通讯输入/输出（I/O）接脚。PRU的高弹性有助于开发人员在终端产品中整合更多的通讯界面，更重要的是，整合PRU的DSP能提高系统开发商的设计弹性，让DSP在通讯界面的支援上得以媲美FPGA方案。
据了解，为了应付低阶到高阶的机器视觉系统设计，德州仪器在整合DSP的SoC产品线上亦多方布局，如在KeyStone系列中，其单一SoC上最多可整合八颗DSP以及二颗PRU，外加四个ARM架构的CPU，用以满足高阶机器视觉运算，并提供高扩展性的编程环境。
值得注意的是，若要让机器人同时具备机器视觉与运动控制功能，光靠低级的嵌入式处理器恐难满足此需求。就机器视觉运算而言，内部的控制平台须具备高密度的平行运算能力，一般ARM架构嵌入式处理器的运算能力，要应付机器视觉运算系统就已相当吃紧，遑论尚须同时进行机器手臂运动控制，因此机器人开发商将倾向借助扩充弹性较大的工业电脑平台来达到此目标。
为解决上述问题，工业电脑大厂亦争相竞逐商机，如凌华推出的智能电脑应用平台（Application Ready Intelligent Platform， ARIP），以及研华的MVP （Motion， Vision， Platform）平台，期为智动化产线开发商提供各种整合运动控制与机器视觉运算的应用。
除提供硬件支援之外，工业电脑大厂亦开始专为智动化产线编写应用软体，如凌华为其ARIP平台添加了中介软件、应用程式介面（API）等附加资源，力求能最大幅度缩短机器人智动化产线的设计时程。
虽然机器人能够自动工作，但可操控的界面也是必不可少的，因此如何打造个性化的人机界面解决方案则成为FPGA厂商关注的问题。
瞄准人机界面应用商机，莱迪思正卯足全力偕同系统商开发相关解决方案。其推出的人机界面单芯片（HMI on Chip， HOI） 是完全基于莱迪思FPGA的单芯片人机界面应用参考设计。其最大的好处是带来了可扩展性、高阶的图像处理、快速的反应时间和人机界面设计的方便性;不同于基于MCU的解决方案，莱迪思的人机界面解决方案系基于编辑器（Editor-based）的，所以即使没有程式设计或作业系统操作专业经验的工程师也能轻松上手。
随着机器人需求的增长，芯片商和系统集成商在这个领域的竞争已引爆。谁有希望最先突围而出？
本文选自电子发烧友网6月《智能工业特刊》特别聚焦栏目，转载请注明出处。
工商网监
用户评论（0）