dsp单片机优缺点（dsp系列单片机）

嵌入式DSP 电机控制正在彻底改变家电行业，不仅提供最高水平的电机性能，而且还提供高性能方法。 DSP的计算能力允许用户利用软件建模来实现闭环电机控制，从而从硬件过渡到软件，为电机和电器制造商带来显着优势，最终改变他们的关系。

最新一代嵌入式DSP 电机控制IC 支持先进的控制算法，使家电制造商能够减少开发时间、成本和风险，同时提高产品的效率、功能、降噪和性能。虽然用于电子电机控制的处理器选项有很多，但DSP 长期以来一直被认为是电机控制的最佳选择，因为它在处理实际信号方面具有优势。如今，许多家电OEM 和电机制造商正在迅速采用经济高效的DSP 作为首选电机控制技术。

简单、快速且经济高效

家电原始设备制造商发现，当今一代的电机控制DSP 与传统微控制器(MCU) 一样易于使用且价格实惠，并且他们能够利用DSP 功能来实施更先进的控制算法。通过在软件中对硬件功能进行建模，可以显着降低系统成本。通过消除硬件并专注于软件，家电原始设备制造商可以比以往更快地修改和增强其电机控制，并为其整个白色家电产品组合（包括冰箱、洗衣机和空调）创建单一电机控制解决方案平台。

艾默生电气正在使用Analog Devices 的DashDSP 系列为其大多数变速电机控制产品提供通用平台。艾默生技术副总裁Eric Wildi 表示：“这种多功能性使我们能够充分利用我们开发的代码，并将其应用于完全不同的应用和/或电机技术。” “这一点，再加上闪存可重编程性、用户友好的环境以及ADI 的开发工具，正在加快我们的上市时间，并显着降低我们的工程费用。我们预计对现有基于DashDSP 的电机控制器的修改将需要几天而不是几周甚至几分钟的时间。几个月。

展望未来，下一代嵌入式DSP 将不仅仅能够实现电机控制。下一代DSP将接管对整个系统的更多控制，并允许设备原始设备制造商通过网络监控电机和整个设备的健康状况，然后在故障发生之前安排维护。下一代模拟和数字功能还将支持家庭网络的无线通信和语音识别，以改善用户界面。

从硬件到软件

消费者需求是推动家电原始设备制造商使用电子电机控制的主要力量。电子电机控制可实现变速运行，为消费者提供更安静的运行、更高的效率和更好的整体性能。例如，配备变速压缩机的冰箱比配备定速压缩机的冰箱节能30%，因为压缩机仅在所需的冷却功率下运行。另一个好处是温度保持更稳定，因此由于温度循环较少，食物可以更长时间地保持新鲜。在洗衣机中，高旋转速度会提取更多的水，因此烘干机消耗更少的能量并更快地完成衣物。

虽然最终消费者受益于数字电机控制，但OEM 也受益于基于DSP 的数字电机控制，因为DSP 功能强大，足以允许软件对硬件进行建模。这种建模方法是通过开发和实施先进控制算法来实现的，是OEM 满足消费者需求的最佳方式。

电机转速

软件算法可以显着提高电机速度，而无需使用传感器和旋转变压器。转子估计和反馈驱动电机绕组的速度越快，速度控制就越快、越准确。虽然传感器和旋转变压器可用于直接测量转子位置，但这些组件增加了成本、制造复杂性，并降低了整体质量和可靠性。高性能DSP 和模拟系统的结合允许使用无传感器控制软件算法，无需此类传感器，而不会影响性能。

新电机类型

在软件中对电机进行建模的功能还允许使用更广泛的电机类型，包括交流感应电机(ACIM)、无刷直流电机(BLDC) 和开关磁阻电机(SR)。虽然一些廉价电机由于难以精确控制而无法在家电应用中使用，但DSP 能够执行必要的控制级别。例如，考虑SR 电机。 SR电机的低制造成本、高可靠性和优异的扭矩特性使得人们猜测它将跻身于家电中使用的电机类型的前列。

然而，SR电机的采用进展缓慢，因为这些电机难以控制，因为电机绕组必须以正确的顺序励磁，需要高分辨率的转子位置信息。此外，SR 电机具有高度非线性，导致高扭矩纹波和噪声。基于DSP的解决方案可以在软件中解决这两个问题，而不会增加系统成本。 DSP 的快速计算能力与捕获电机电流的复杂模拟前端相结合，不仅可以获得高速运行电机所需的高分辨率转子位置信息，而且还可用于校正扭矩非线性。直到最近，SR 电机控制还需要使用传感器或定制设计的ASIC，这增加了系统成本，并限制了SR 电机在高端、高价电器中的使用。借助嵌入式DSP 电机控制器，家电制造商现在可以在其整个家电产品组合中使用SR 电机。

对制造和供应链的好处

重点从硬件到软件的转变也改变了家电制造商使用电机的方式。最显着的影响是由于DSP 允许在软件中简化复杂电机和应用程序的建模。单一型号可与不同制造商的电机配合使用，因此家电原始设备制造商只需使用一块控制板即可轻松获得第二来源电机。很快，软件算法将提供“自适应调整”。该技术允许控制器在启动时根据任何电机进行自我调整，从而可以在设备的使用寿命期间随时更换电机。

DSP 的高带宽还可用于对软件中的电路元件进行建模。这减少了所用部件的总数，从而降低了成本并简化了制造。在软件中对电路元件进行建模还具有减少制造可变性的有益效果。同样，嵌入式DSP 电机控制的闭环特性也使得该设备对电机的制造变化不太敏感。在这些情况下，设备制造商能够以更低的成本为客户提供更一致的性能。

上市时间

这种控制电机的新方法的最终好处是，家电OEM 可以在所有产品中使用一系列DSP 和算法，以缩短上市时间并节省投资成本。用于控制BLDC 冰箱压缩机的相同算法也可用于控制BLDC 空调压缩机。同样，用于功率因数校正等功能的其他软件算法可以作为所有产品的通用平台。

通过从一代产品到下一代产品“重用”软件，可以进一步缩短上市时间。改进软件或添加新功能只需很少或无需修改硬件即可完成，从而简化了产品资格和认证测试。

未来的趋势

虽然DSP 为当今的家电和电机制造商带来了相当大的好处，但在不久的将来，电机控制DSP 带宽将以相同的价格从20 MIPS 增加到150 MIPS，增加七倍以上。由于白色家电的电机控制需要20 至40 MIPS 的带宽，因此无需向控制板添加额外的组件或DSP 复杂性来处理新功能。

例如，语音识别需要10到20 MIPS才能实现“自然语言”识别而不是简单的“命令和控制”。后者要求用户说出单字命令，而前者则允许用户像往常一样连续说话。 “自然语言”识别还允许用户说出完整的数字，而不是一次说出一个数字。例如，“515”可以说成“五百一十五”，而不是“五一五”。在电器中使用语音识别将彻底改变用户界面，甚至可以集成到当今的电机控制DSP 中。但这场革命并没有随着语音识别而结束。该技术的一个分支是主动噪声消除，这将进一步减少电器产生的噪声。这可以让家电原始设备制造商使用噪音更大、更便宜的电机，因为该软件可以在不增加成本的情况下降低噪音。

有线或无线通信是可以嵌入电机控制DSP 中的附加功能。 DSP 已成为通信的首选处理器，并且当今许多DSP 内核上都存在各种应用。可以包含一个简单的软件调制解调器用于有线通信，或者可以在芯片中包含一个RF 模块，并由DSP 处理无线信号的解释和控制。

由于DSP 可用于监控家电电机的运行状况，因此互联网通信的加入将使家电OEM 能够远程监控其所有使用中的产品。这将产生两个重要且有益的后果。首先，它将允许原始设备制造商在发生故障之前安排设备维护。其次，它将允许原始设备制造商收集有关其产品中电机性能的最新实时信息，以便他们可以将此信息反馈给电机制造商。生成的数据将显示电机在许多不同环境下的实际产品中的表现，并将帮助家电和电机制造商在未来打造更好、更可靠的产品。

总结

越来越多地使用DSP 来控制电机，这表明电机控制的重点正在从硬件转向软件。这种转变是由于DSP 的卓越带宽及其处理现实世界信号任务的适用性。这种转变的结果是，电器制造商在选择在其应用中使用哪种类型的电机时现在有了更多选择。使用软件建模，除了提高性能、降低成本、提高可靠性和效率外，还增加了家电制造商的灵活性，使他们可以两次采购电机。

审稿编辑：郭婷