機器手臂馬達控制需求大增 MCU明顯受惠
2014-04-20 15:56:08 本站原創機器手臂已開始在智慧工廠的產線上發揮重要功能，其可取代人工進行焊接、涂裝及裝配等流程，達到更經濟、快速和準確完成標準的常規作業;而隨著機器手臂日益受到重視，在機器手臂馬達控制中擔當重任的微控制器(MCU)，亦可望跟著受惠。
意法半導體大中華暨南亞區產品行銷經理楊正廉表示，工業型機器人應用前景看好，因此在機器人馬達控制中擔當重任的MCU將可明顯受惠。
意法半導體(ST)大中華暨南亞區產品行銷經理楊正廉表示，由于工廠產線上單一具機器人或是機器手臂，通常涉及多種運作機制，彼此雖各司其職但也要互相協調，因此內建于機器人中的控制器或處理器身負重任，可望搭上此波工業自動化風潮的順風車快速成長。
楊正廉進一步指出，在多種控制器或處理器中，又以MCU的市場前景最為可期。他解釋，雖然MCU的處理效能比不上微處理器(MPU)、數位訊號處理器(DSP)或是現場可編程閘陣列(FPGA)等元件，不過由于目前智慧工廠產線上的機器人多以機器手臂為主，高精度、大型且完全擬真人的機器人還不普遍，而機器手臂注重的是馬達控制效能，因此已在馬達控制領域占有一席之地的MCU將最直接受惠。
據了解，機器人系統的自由度(Degrees of Freedom， DOF)高低取決于移動關節數目，關節數愈多，自由度越高，位移精準度也愈出色，然所須使用的馬達數量就相對較多;換言之，愈精密的工業型機器人，其內建的馬達數量愈多，也意味著控制器或處理器的數量將相應增加。
因此楊正廉表示，工業型機器人市場需求愈旺，對MCU業者來說商機也愈大;以單支機器手臂為例，其內建的控制器平均約有八成為MCU，剩下的才是MPU等高效能處理器。
為滿足機器人馬達控制應用，MCU業者除須提供易開發的嵌入式平臺、設計工具及通用軟體外，更要建立好MCU周邊完善的通訊環境，亦即MCU須能處理各種工業通訊協議，包括控制區域網路匯流排(CAN BUS)、通用序列匯流排(USB)、序列周邊介面匯流排(SPI)、乙太網路、無線區域網路(Wi-Fi)、藍牙(Bluetooth)等基本通訊。
另一方面，MCU運算效能亦須與時俱進。楊正廉指出，目前MCU的平均效能約介于80～100DMIPS之間，高階MCU則上看200DMIPS，而為了助力工業型機器人的控制效能、精準度不斷提升，未來MCU業者的首要開發目標是將效能提升至300～400DMIPS，同時持續優化周邊元件的性能，如將類比數位轉換器(ADC)從主流的12位元逐漸汰換成16位元;此外，也要戮力改善對周邊開發環境的IP支援。
