D. ASIC’s in Motion ControlIn motio

D. ASIC’s in Motion Control
In motion control systems, ASIC technology permits the design engineer to tailor the processor and the peripheral devices to obtain the desired specifications for his application.Using ASIC methodology, a motion control engineer can design his own control system on one or several chips
using building blocks such as DSP or RISC cores, memory,analog, and logic modules. Optimized integration level and performance can be thus achieved. The high integration level results in a reduced chips count that can lower significantly the fabrication cost and improve the system reliability.
A disadvantage of ASIC’s in motion control systems is the lack of flexibility to modify or to adapt the design to different types of motor drives, once the chip is built. To change the design, even a small detail, it is, necessary to go back to the initial design stages. The high development and fabrication cost for an ASIC can be thus justified only in large volume production.
In small-volume production and in prototyping stages,FPGA’s offer a realistic alternative to full gate arrays design to implement specific motion control functions of medium complexity requiring less than 20000 gates.
Chip manufacturers are now offering a number of standard ASIC’s that perform complex functions in dnive control systems such as coordinates conversion (abcldq conversion),pulsewidth modulation, PID controllers,, fuzzy controllers, neural networks, etc. Such devices can be used with advantages in motion control designs allowing reduction of processor computing load and increase of the sampling rate. In the following, some examples of commercial ASIC’s designed for motion control are presented.
- The Analog Devices AD2SlOO/AD2Sl IO AC Vector controller performs the Clarke and Park transformations usually required for implementing field-oriented
- control of ac motors. The Clarke transform converts a three-phase signal (abc coordinates) into an equivalent two-phase signal (a-0 coordinates). The Park transform rotates the resulted vector at the update position information applied to the input (a-0 to d-q coordinates).
- The Hewlett-Packard HCTL-1000 is a general-purpose digital motion control IC which provides position and velocity control for dc, dc brushless, and stepper motors. The HCTL-1000 executes any one of four control algorithms selected by the user: position control, proportional velocity control, trapezoidal profile control for point-to-point moves, and integral velocity control.
- The Signetics HEF4752V ac motor control circuit is an ASIC designed for the control of three-phase pulsewidth-modulated (PWM) inverters in ac motor speed control systems. A pure digital waveform generation is used for synthesizing three 120” out of phase signals, the average voltage of which varies sinusoidally with time in the frequency range 0 to 200 Hz.
- The American Neuralogix NLX230 fuzzy microcontroller is a fully configurable fuzzy logic engine containing an 1-of-8 input selector, 16 fuzzifiers, a minimum comparator, a maximum comparator, and a rule memory. Up to 64 rules can be stored in the on-chip, 24-bit-wide rule memory. The NLX230 can perform 30 millions rules per second.
- The Intel 80170X ETANN (Electrically Trainable Analog Neural Network) simulates the data processing functions of 64 neurones, each of which is influenced by up to 128 weighted synapse inputs. The chip has 64 analog inputs and outputs. Its control functions for setting and reading synapse weights are digital. The 80170X is capable of 2 billions multiply-accumulate operations (connections) per second.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

D. ของ ASIC ในการควบคุมการเคลื่อนไหวในระบบควบคุมการเคลื่อนไหว เทคโนโลยี ASIC อนุญาตให้วิศวกรออกแบบเพื่อปรับตัวประมวลผลและอุปกรณ์ต่อพ่วงเพื่อขอรับข้อมูลจำเพาะที่ระบุสำหรับแอพลิเคชันของเขา ใช้วิธี ASIC วิศวกรควบคุมการเคลื่อนไหวสามารถออกแบบระบบควบคุมตนเองในหนึ่ง หรือหลายชิใช้สร้างบล็อกเช่นโมดูล DSP หรือ RISC แกน หน่วยความจำ อะนาล็อก และตรรกะ ระดับรวมเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิภาพการทำงานสามารถได้รับดังนั้น ผลลัพธ์ระดับสูงรวมในจำนวนชิลดที่อย่างมีนัยสำคัญสามารถลดการผลิตต้นทุน และปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบ ข้อเสียของของ ASIC ในระบบควบคุมการเคลื่อนไหวคือ ขาดความยืดหยุ่น เพื่อปรับเปลี่ยน หรือปรับการออกแบบชนิดต่าง ๆ ของมอเตอร์ไดรฟ์ เมื่อชิปถูกสร้างขึ้น การเปลี่ยนแปลงการออกแบบ แม้ขนาดเล็กรายละเอียด ได้ จำเป็นต้องย้อนกลับไปยังขั้นตอนออกแบบครั้งแรก การพัฒนาและการผลิตค่าใช้จ่ายสูงสำหรับ ASIC สามารถจะชิดเท่านั้นในการผลิตจำนวนมากดังนั้นในปริมาณขนาดเล็กผลิต และ ในขั้นต้นแบบ ข้อเสนอของ FPGA เป็นทางเลือกจริงเต็มประตูอาร์เรย์ชุดออกจะใช้ฟังก์ชั่นการควบคุมการเคลื่อนไหวของความซับซ้อนปานกลางต้องการประตูน้อยกว่า 20000 ผู้ผลิตชิพก็เสนอจำนวนมาตรฐาน ASIC ที่ดำเนินการฟังก์ชันที่ซับซ้อนในระบบควบคุม dnive เช่น ประสานแปลง (แปลง abcldq), เอ็ม pulsewidth ตัวควบคุม PID,, ตัวเอิบ เครือข่ายประสาท ฯลฯ สามารถใช้อุปกรณ์ดังกล่าว มีข้อดีในการออกแบบการควบคุมเคลื่อนไหวช่วยลดการผลิตและการเพิ่มขึ้นของอัตราการสุ่มตัวอย่างการใช้งานตัวประมวลผล ในต่อไปนี้ ตัวอย่างของ ASIC ค้าของออกแบบมาสำหรับควบคุมการเคลื่อนไหวจะแสดงขึ้น -ตัวควบคุมแบบแอนะล็อกอุปกรณ์ AD2SlOO/AD2Sl IO เวกเตอร์ AC ทำแปลงสวนและคลาร์กที่มักจะจำเป็นสำหรับใช้แปลกฟิลด์ -ควบคุมมอเตอร์ ac แปลงคลาร์กแปลงสัญญาณ 3 เฟส (พิกัด abc) เป็นการสัญญาณ two-phase เทียบเท่า (พิกัดเป็น 0) แปลงสวนหมุนเวกเตอร์ resulted ข้อมูลตำแหน่งปรับปรุงที่ใช้กับอินพุต (a-0 เพื่อพิกัด d q) HCTL-1000-Hewlett-Packard เป็นตัวควบคุมการเคลื่อนวัตถุดิจิตอล IC ที่ควบคุมตำแหน่งและความเร็วสำหรับมอเตอร์ dc, dc brushless และ stepper HCTL-1000 ดำเนินการใดของสี่ควบคุมอัลกอริทึมที่เลือก โดยผู้ใช้: ตำแหน่งควบคุม ควบคุมความเร็วเป็นสัดส่วน ควบคุมโพรไฟล์ trapezoidal ย้ายแบบจุดต่อจุด และควบคุมความเร็วเป็นการ -วงจรควบคุมมอเตอร์ ac Signetics HEF4752V เป็น ASIC ออกแบบสำหรับตัวควบคุมของอินเวอร์เตอร์ (PWM) สันทัด pulsewidth 3 เฟสในระบบควบคุมความเร็วมอเตอร์ ac สร้างรูปคลื่นดิจิตอลบริสุทธิ์ใช้สำหรับสังเคราะห์ 3 120" จากระยะสัญญาณ แรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยที่แตกต่างกันไป sinusoidally ในความถี่ช่วง 0 ถึง 200 Hz ไมโครคอนโทรลเลอร์เอิบอเมริกัน Neuralogix NLX230 เป็นเครื่องมือครบกำหนดตรรกศาสตร์ที่ประกอบด้วยตัวเลือกการป้อน 1 8, 16 fuzzifiers, comparator ต่ำสุด comparator สูงสุด และจำกฎ ถึงกฎ 64 สามารถเก็บไว้ในหน่วยความจำในชิพ 24 บิตทั้งกฎ NLX230 สามารถทำได้ 30 ล้านกฎต่อวินาทีETANN X-Intel 80170 (Electrically Trainable แบบแอนะล็อกโครงข่ายประสาท) จำลองฟังก์ชันการประมวลผลข้อมูลของ neurones 64 ซึ่งได้รับอิทธิพลจากอินพุตไซแนปส์ถ่วงน้ำหนักถึง 128 ชิพมีอินพุตแบบแอนะล็อกและผล 64 มีฟังก์ชันควบคุมการตั้ง และอ่านน้ำหนักไซแนปส์ดิจิทัล 80170 X มีความสามารถใน 2 พันล้านคูณสะสมการดำเนินการ (เชื่อมต่อ) ต่อวินาที

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

D. ซิกในการควบคุมการเคลื่อนไหว
ในระบบการควบคุมการเคลื่อนไหวเทคโนโลยี ASIC อนุญาตให้วิศวกรออกแบบที่จะปรับแต่งโปรเซสเซอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วงที่จะได้รับรายละเอียดที่ต้องการสำหรับวิธีการของเขา application.Using ซิกวิศวกรควบคุมการเคลื่อนไหวสามารถออกแบบระบบการควบคุมของตัวเองในหนึ่ง หรือชิปหลาย
โดยใช้หน่วยการสร้างเช่น DSP หรือแกน RISC หน่วยความจำแบบอะนาล็อกและโมดูลตรรกะ ระดับบูรณาการที่ดีที่สุดและประสิทธิภาพการทำงานที่สามารถทำได้จึง ผลระดับบูรณาการในระดับสูงในการนับชิปที่ลดลงว่าสามารถลดอย่างมีนัยสำคัญค่าใช้จ่ายในการผลิตและปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบ.
ข้อเสียของ ASIC ในระบบการควบคุมการเคลื่อนไหวคือการขาดความยืดหยุ่นในการปรับเปลี่ยนหรือปรับตัวเข้ากับการออกแบบที่แตกต่างกันของไดรฟ์มอเตอร์ ครั้งหนึ่งเคยเป็นชิปที่ถูกสร้างขึ้น ในการเปลี่ยนการออกแบบแม้รายละเอียดเล็ก ๆ ก็เป็นสิ่งที่จำเป็นที่จะกลับไปเริ่มต้นขั้นตอนการออกแบบ การพัฒนาสูงและต้นทุนการผลิตสำหรับ ASIC สามารถเป็นธรรมจึงเพียง แต่ในการผลิตปริมาณมาก.
ในการผลิตปริมาณขนาดเล็กและอยู่ในขั้นตอนการสร้างต้นแบบข้อเสนอของ FPGA เป็นทางเลือกที่มีเหตุผลที่จะอาร์เรย์ประตูเต็มรูปแบบการออกแบบที่จะใช้ฟังก์ชั่นการควบคุมการเคลื่อนไหวที่เฉพาะเจาะจงของความซับซ้อนขนาดกลางที่ต้องการน้อย กว่า 20000 ประตู.
ผู้ผลิตชิปกำลังเสนอจำนวนมาตรฐาน ASIC ที่ดำเนินการทำงานที่ซับซ้อนในระบบการควบคุม dnive เช่นพิกัดแปลง (แปลง abcldq) การปรับ pulsewidth ควบคุม PID ,, ควบคุมเลือนเครือข่ายประสาท ฯลฯ อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถ ใช้มีข้อได้เปรียบในการออกแบบการควบคุมการเคลื่อนไหวที่ช่วยให้การลดลงของภาระคอมพิวเตอร์ประมวลผลและการเพิ่มขึ้นของอัตราการสุ่มตัวอย่าง ในต่อไปนี้คือตัวอย่างของการค้าของ ASIC ที่ออกแบบมาสำหรับการควบคุมการเคลื่อนไหวที่นำเสนอ.
- อุปกรณ์อะนาล็อก AD2SlOO / AD2Sl IO ควบคุมเวกเตอร์ AC ดำเนินคลาร์กและแปลงสวนมักจะต้องสำหรับการดำเนินการด้านการมุ่งเน้น
- การควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ คล๊าร์คเปลี่ยนแปลงสัญญาณสามเฟส (abc พิกัด) ลงเทียบเท่าสัญญาณสองเฟส (0 พิกัด) เดอะพาร์คเปลี่ยนหมุนเวกเตอร์ส่งผลให้ตำแหน่งที่ข้อมูลการปรับปรุงนำไปใช้กับอินพุท (0 พิกัด DQ).
- Hewlett-Packard HCTL-1000 เป็นวัตถุประสงค์ทั่วไปการควบคุมการเคลื่อนไหวดิจิตอล IC ซึ่งมีตำแหน่งและการควบคุมความเร็วสำหรับ dc , dc brushless และมอเตอร์ก้าว HCTL-1000 ดำเนินการอย่างใดอย่างหนึ่งในสี่ขั้นตอนวิธีการควบคุมที่เลือกโดยผู้ใช้ควบคุมตำแหน่งการควบคุมความเร็วสัดส่วนการควบคุมรายละเอียดรูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมูสำหรับการย้ายจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่งและการควบคุมความเร็วหนึ่ง.
- Signetics HEF4752V มอเตอร์ AC วงจรควบคุมเป็น ASIC ที่ออกแบบมาสำหรับการควบคุมของสามเฟส pulsewidth-ปรับ (PWM) อินเวอร์เตอร์มอเตอร์กระแสสลับระบบควบคุมความเร็ว รุ่นสัญญาณดิจิตอลบริสุทธิ์ถูกนำมาใช้สำหรับการสังเคราะห์สาม 120 "ออกจากสัญญาณเฟสแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยที่แตกต่างกัน sinusoidally มีเวลาในช่วงความถี่ 0-200 Hz.
- อเมริกัน Neuralogix NLX230 ไมโครคอนโทรลเลอร์เลือนเป็นเครื่องมือตรรกศาสตร์ครบกำหนดที่มี 1 จาก 8 ตัวเลือกสัญญาณ 16 fuzzifiers, เปรียบเทียบขั้นต่ำเปรียบเทียบสูงสุดและหน่วยความจำกฎ ถึง 64 กฎสามารถเก็บไว้ในบนชิป 24 บิตทั้งหน่วยความจำกฎ NLX230 สามารถดำเนินการกฎ 30 ล้านต่อวินาที.
- Intel 80170X ETANN (ไฟฟ้าสุวินัยอนาล็อกเครือข่ายประสาท) จำลองฟังก์ชั่นการประมวลผลข้อมูลของ 64 neurones แต่ละที่ได้รับอิทธิพลจากถึง 128 synapse ปัจจัยถ่วงน้ำหนัก ชิปมี 64 ปัจจัยการผลิตอะนาล็อกและเอาท์พุท ฟังก์ชั่นการควบคุมสำหรับการตั้งค่าและการอ่านน้ำหนัก synapse ดิจิตอล 80170X มีความสามารถในการดำเนินงาน 2 พันล้านคูณสะสม (การเชื่อมต่อ) ต่อวินาที

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

D . ASIC ในการควบคุมการเคลื่อนไหว
ในระบบการควบคุมการเคลื่อนไหวเทคโนโลยี ASIC ใบอนุญาตวิศวกรออกแบบปรับแต่งโปรเซสเซอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วง เพื่อให้ได้ข้อมูลที่ต้องการสำหรับโปรแกรมของเขา โดยใช้วิธีการ ASIC , การควบคุมการเคลื่อนไหววิศวกรสามารถออกแบบระบบการควบคุมของตัวเองในหนึ่งหรือหลายชิป
ใช้อาคารบล็อกเช่น DSP แกนหรือลินุกซ์ หน่วยความจำ , อนาล็อก , โมดูลและตรรกะการปรับระดับและประสิทธิภาพที่สามารถทำให้ความ ระดับการบูรณาการสูง ผลในการลดอย่างมีนัยสำคัญนับชิปที่สามารถผลิตต้นทุนและปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบ
ข้อเสียของ ASIC ในการควบคุมการเคลื่อนไหวระบบขาดความยืดหยุ่นในการปรับเปลี่ยนหรือปรับการออกแบบที่แตกต่างกันของมอเตอร์ไดรฟ์ เมื่อชิปถูกสร้างขึ้นการเปลี่ยนแปลงการออกแบบแม้รายละเอียดเล็กๆ ก็ต้องกลับไปที่ขั้นตอนการออกแบบเริ่มต้น การพัฒนาสูงและต้นทุนการผลิตสำหรับ ASIC สามารถจึงได้เฉพาะในการผลิตปริมาณมาก
ในปริมาณการผลิตขนาดเล็ก และเข้าใจขั้นตอนบนของเสนอทางเลือกมีเหตุผลในการออกแบบประตู อาร์เรย์เต็มรูปแบบเพื่อใช้เฉพาะการควบคุมการเคลื่อนไหวการทำงานของสื่อที่ซับซ้อนให้น้อยกว่า 20 , 000 ประตู
ผู้ผลิตชิพ กำลังเสนอจำนวนของมาตรฐาน ASIC ที่ปฏิบัติหน้าที่ที่ซับซ้อนในการควบคุม dnive ระบบเช่นการแปลงพิกัด ( แปลง abcldq ) , คิวเอฟเอ็ม PID ควบคุม , ตัวควบคุมฟัซซี่ ,โครงข่ายประสาทเทียม , ฯลฯ อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถใช้ประโยชน์ในการควบคุมการเคลื่อนไหวออกแบบให้ลดโหลดคอมพิวเตอร์ประมวลผลและการเพิ่มขึ้นของอัตราการสุ่มตัวอย่าง . ในต่อไปนี้ ตัวอย่างบางส่วนของการค้า ASIC ถูกออกแบบมาเพื่อการควบคุมการเคลื่อนไหวที่ถูกนำเสนอ
- Analog Devices ad2sloo / ad2sl ตัวควบคุมเวกเตอร์ IO AC จะมีคลาร์กและสวนสาธารณะการแปลงมักจะต้องสำหรับการใช้ข้อมูลเชิง
- ควบคุมมอเตอร์ AC . โดย คลาร์ก เปลี่ยนแปลงสัญญาณ ( สามเฟส ABC พิกัด ) เป็นสัญญาณแบบเทียบเท่า ( a-0 พิกัด )อุทยานเปลี่ยนหมุนเวกเตอร์ที่ก่อให้เกิดการปรับปรุงตำแหน่งใช้ข้อมูลเพื่อเข้า a-0 เพื่อ d-q พิกัด )
- hctl-1000 Hewlett Packard เป็นเครื่องดิจิตอลการควบคุมการเคลื่อนไหว IC ซึ่งมีตำแหน่งและความเร็วในการควบคุมสำหรับ DC , DC brushless และ stepper มอเตอร์ การ hctl-1000 รันหนึ่งสี่การควบคุมอัลกอริทึมที่เลือกโดยผู้ใช้ : การควบคุมตำแหน่งการควบคุมความเร็วแบบสี่เหลี่ยมคางหมูสำหรับควบคุมรายละเอียดจุดขยับ และการควบคุมความเร็วหนึ่ง
- signetics hef4752v AC ควบคุมมอเตอร์วงจรเป็น ASIC ที่ออกแบบมาสำหรับการควบคุมคิวมอภาค ( PWM ) อินเวอร์เตอร์ในระบบการควบคุมความเร็วมอเตอร์ AC รุ่นแบบดิจิตอลบริสุทธิ์ใช้สังเคราะห์ 3 120 " ออกจากสัญญาณเฟสแรงดันเฉลี่ยที่แตกต่างกัน sinusoidally กับเวลาในช่วงความถี่ 0 200 Hz .
- neuralogix อเมริกันฟัซซี่ nlx230 ไมโครคอนโทรลเลอร์จะครบกําหนดตรรกศาสตร์คลุมเครือเครื่องยนต์ที่มี 1-of-8 input เลือก 16 fuzzifiers เปรียบเทียบต่ำสุด , สูงสุด , เปรียบเทียบ , และกฎของหน่วยความจำ ถึง 64 กฎสามารถเก็บไว้ในบน , 24 บิตกว้างปกครองหน่วยความจำการ nlx230 ทำได้ 30 ข้อ ล้านบาท 2 .
- ข้อมูล 80170x etann ( คุ้มครองไฟฟ้าอนาล็อกเครือข่ายประสาท ) จำลองการประมวลผลข้อมูลหน้าที่ 64 เซลล์แต่ละที่ได้อิทธิพลมาจากถึง 128 ถ่วงน้ำหนักแนป ปัจจัยการผลิต ชิปมี 64 อนาล็อกอินพุตและเอาต์พุต . ฟังก์ชันควบคุมของการตั้งค่าและอ่านไซแนปส์น้ําหนักดิจิตอลการ 80170x สามารถคูณ 2 พันล้าน สะสมงาน ( การเชื่อมต่อ ) ต่อวินาที