机器视觉分拣机器人

上一期中，聊到MCU正在机器人行业中的开展时提到，现阶段正在工业机器人跟效劳机器人上用量最多的是MCU。跟着工业范畴每一步自动化进级，机器人所需的运算效能也同步增长，各类高效能要求，人机协同使用和各种即时运算皆要求机器人除供给精准的机电节制中借能统筹灵活性跟拓展性。

明显，FPGA厂商是不会任由MCU靠着机电节制的盈余大马金刀收割机器人市场的。现阶段工业机器人有多轴化跟协同化的发展趋势，这类灵活性跟拓展性要求皆是为了机器人可能履行多种周详庞大的拟人举措。正在这类发展趋势下工业机器人的机电及轴数皆必需增长，当此中一个轴扭转到特定角度时，与其同处一个连动体系的轴也须扭转至响应的精确角度，如许的要求下，分歧体系之间的搭配调和也变得非分特别紧张。

FPGA可以使用正在分散控制的小节点上，也可以正在年夜节点上使用更高效能的FPGASoC。经由过程FPGA节制的体系最较着的劣势面就是驱动反应时间会大大缩短，对全部体系的运转速率而言会是一个年夜晋升。庞大的多轴运算需要将FPGA的扩展性及运作效能劣势凸显，正在单一节点运作的MCU正在应答这类高效能需要时会显得乏力。而DSP虽然有更下的处置惩罚效能，但正在拓展性上仍给了FPGA必然的喘气空间。若何充分利用好高效能跟下拓展性劣势成了FPGA正在跟MCU，DSP鼎足之势的机器人市场中突围的关键点。

机器人FPGA高效能运控使用

像这类拥有全方位机器人节制的计划可以从赛灵思的基于Artix-7FPGA跟Zynq-7000SoC计划的VersalAIEdge去看看该节制方法的劣势。

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（Artix-7FPGA，Xilinx）

单从Artix-7FPGA来看供给了高性能的功耗比布局、收发器线速、DSP处置惩罚才能和AMS集成。215K的逻辑单位跟AXIIP和模拟混淆旌旗灯号集成对给予了体系充足下的可编程集成性。

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（Zynq-7000SoC，Xilinx）

而Zynq-7000则是采取与28nmArtix-7可编程逻辑配对的单核ARMCortex-A9处理器，同时供给6.25Gb/s收发器，正在机电节制与嵌入式视觉等工业使用上既能节制本钱又能优化系统集成。

基于上述元件组成的机器人节制VersalAIEdge，可以从视觉跟非视觉传感器停止元数据处理履行低时延机电节制跟确定性联网，以实现全部体系的同步。关于须要挪动功用的机器人，可加速举措计划知足导航需要。这类经由过程节制环路的并行处理，对可扩展的运动轴数目停止正确确定性节制，正在多轴运动上存在很下的拓展性。

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不只是Xilinx，另一家FPGA大厂Altera也是用28/20nmFPGA打入机器人节制市场。基于FPGA和FPGASoC的计划，除运动节制，传感器总线经管，摄像头总线经管包罗HMI等等皆被集成到一路。经由过程高层次的集成，缩小物理尺寸并降低功耗。如许的节制好像更能表现机器人的智能性跟适应性。

机械视觉FPGA可拓展性使用

具有壮大平行运算功用的FPGA，没有只能对付多轴机器人运动的需要，也能实现机械视觉体系高弹性的灵巧设置。lattice就是如许的战略，lattice的FPGA虽然也波及多轴机电节制，但次要使用放在了机械视觉上。

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（ECP5VIP处理器板，lattice）

FPGA与生俱来的可编程劣势使其能声援多种工业通信协议，也让FPGA成为用来扩大通信的不错取舍。从ECP5处理器板上来看，它的输入跟输出板之间可能组合跟婚配，以毗邻到各种图象传感器跟显示屏，最大限度的供给灵巧的互连性。

能够分歧厂家能供给给机器人客户的拓展性没有一样，但FPGA固有的下拓展性劣势是必然的。

写正在最初

不难看出FPGA依赖高效能跟拓展性正在机器人行业曾经有相称年夜的施展。无论是依赖高效能处置惩罚才能从MCU手中争取机电节制的份额，仍是依附拓展性大肆进军机械视觉与DSP正面对垒，正在机器人市场中FPGA与MCU，DSP堪称是各执己见，暗潮涌动。究竟结果谁皆没有违心正在这个年夜市场上被压一头。

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