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(shí)間，以及包括操作員受傷或者影響整個(gè)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(dòng)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(gè)工廠自動(dòng)化的一個(gè)典型的系統(tǒng)架構(gòu)圖，從上方可見的第一個(gè)部分是PAC，通常會(huì)帶有運(yùn)動(dòng)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(jī)界面)和PLC(可編程邏輯控制器)是分離的，并不是支持運(yùn)動(dòng)控制的功能。Fieldbus(現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)，從圖4中可以看到三軸和單軸的伺服驅(qū)動(dòng)，加上一些I/O開關(guān)。

　　由從站跟主站的結(jié)合，可以集成機(jī)械手臂或者是工具機(jī)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(gè)條件：靈活性;能做到市場(chǎng)的差異化;另外要能使整個(gè)系統(tǒng)的成本降低，開發(fā)時(shí)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(gè)很重要的因素是芯片的供應(yīng)時(shí)間是不是可以長達(dá)15年，因?yàn)橥ǔ鹘y(tǒng)生產(chǎn)線的工廠自動(dòng)化的產(chǎn)品生命周期通常需要10年以上的時(shí)間。

　　傳統(tǒng)的機(jī)器人通常是價(jià)格昂貴的工控機(jī)，或由X86英特爾四核CPU去控制的。市場(chǎng)上沒有單芯片就可以控制機(jī)器人的設(shè)備。Altera亞太區(qū)工業(yè)業(yè)務(wù)部市場(chǎng)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(dòng)，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(chǎng)一直都是歐美日幾個(gè)大廠占據(jù)大多數(shù)的市場(chǎng)。國內(nèi)的企業(yè)通常是小型的PLC機(jī)。小型PLC支持到200個(gè)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(dòng)。

　　為了幫助國內(nèi)客戶設(shè)計(jì)，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(dòng)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(dòng)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(shí)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(shí)現(xiàn)。”

　　機(jī)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(jī)里面的材料是不是可靠。