TMS320F206DSP的冗余度TT-VGT機器人

　　20世紀(jì)90年代以來,數(shù)字信號處理器（DSP）在自動控制中得到越來越廣泛的應(yīng)用。這主要是因為它具有以下優(yōu)點：（1）并行體系結(jié)構(gòu)和專用的硬件乘法器使得DSP運算能力極強;（2）高速特性使得DSP能實現(xiàn)實時處理和實時控制。

　　據(jù)調(diào)查,目前將DSP應(yīng)用于機器人控制系統(tǒng)的方案,通常是將機器人位置控制中運動學(xué)計算任務(wù)交給PC機完成,PC機將計算結(jié)果（機器人各關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)角）下載到以DSP芯片為核心的電機控制器,實現(xiàn)機器人控制[2]。本文提出將機器人運動學(xué)計算任務(wù)直接交給DSP的控制方案,利用DSP的并行性計算特點,提高了計算速度,縮小了控制系統(tǒng)的體積。仿真結(jié)果表明,該方案計算精度和實時性都較好。

　　1 TMS320F206 DSP結(jié)構(gòu)特點

　　TMS320F206DSP基本結(jié)構(gòu)特點包括：①哈佛結(jié)構(gòu);②流水線操作;③專用的硬件乘法器;④特殊的DSP指令;⑤快速的指令周期（25ns）;⑥芯片內(nèi)部集成了4.5KRAM和32K FLASH RAM,大多數(shù)程序及數(shù)據(jù)可存放在DSP芯片內(nèi)。這些特點使得該芯片可以實現(xiàn)快速的DSP計算,并能使大部分運算能夠在一個指令周期內(nèi)完成。TMS320F206的并行性表現(xiàn)在以下兩方面：

　?。?）哈佛結(jié)構(gòu)是不同于傳統(tǒng)的馮諾曼結(jié)構(gòu)的并行體系結(jié)構(gòu),其主要特點是將程序和數(shù)據(jù)存儲在不同的存儲空間,因此取指令和執(zhí)行能完全重疊運行。

　?。?）DSP芯片廣泛采用流水線以減少指令執(zhí)行時間。指令流水線由一系列總線操作組成。TMS320F206流水線具有4個獨立的操作階段：取指令、譯碼、取操作數(shù)和執(zhí)行,如圖1所示。由于4個操作階段是獨立的,因此,這些操作可交疊地進行。