高精度处理器满足工业应用对系统功能的需求

——访ADI技术市场经理张铁虎

今天，提高电力和工业基础设施的能效已成为一项全球化运动，要求利用尖端技术实现智能化电源管理。针对上述应用，需要采用兼具高性能、高精度和高能效的处理器以满足系统功能的需求。

以电机控制系统为例，设计人员需要更高性能的处理器来执行更复杂的算法，确保根据系统行为的实时变化进行动态控制，从而获得更平稳的工作性能并降低功耗。运用无传感器矢量控制，则可以实现更高的电机控制效率。设计人员利用高级建模技术可以精确判定转轴位置和/或转速，而无需使用位置/速度传感器，这样系统尺寸更小，成本更低，可靠性则更高。此时，则需要高精度ADC提供电机状态精确建模所需的精密数据转换，从而能够精确估计相应的位置/转速。

据ADI技术市场经理张铁虎先生介绍，在这类应用中，处理器不但要具有高主频，集成高精度的ADC也非常关键。

图：ADI技术市场经理张铁虎

和市场上的现有产品相比，ADI最新推出的BF50x Blackfin处理器以通常时钟为150MHz至200MHz的处理器价格提供了400MHz的性能，且内置的双SAR ADC，是高性价比的选择。（Blackfin处理器BF50x的具体介绍请访问以下链接：/news/embed/201001/53097.htm。）

 图：Blackfin BF50x

“由于采用双MAC，BF50x可获得高达800MMAC的性能，是同类产品的两倍。因此，设计人员不仅能够利用更复杂的算法实现更强大的系统功能和更高精度，同时可以实现许多系统级设计目标，如实时处理更多数据，延时更短，将处理任务集中于单个处理器进行，以及更灵活地优化系统接口和控制能力。”张铁虎表示，“BF50x是首款集成SAR ADC的Blackfin处理器。与pipeline ADC相比，SAR ADC在12位的分辨率下提供了更高的精度。而ADC又以独立Die的方式集成，比数模混合电路设计精度更高，如下图所示。此外，BF50x还集成了4MB的同步、并行闪存，省去了外部存储器，降低了总成本。BF50x还引入一个新外设ADC控制模块(ACM)，它可以使ADC采样以一种低开销、精确的方式与外部事件同步。”

 图：Blackfin BF50x处理器架构

在UPS应用中，处理要能实现UPS系统的精确、无波动功率控制，同时本身具有精确分析负载变化的能力，并且能实时预测负载突变和丧失事件。据张铁虎先生介绍，以Blackfin BF50x处理器为例，它配有两个三相PWM单元，可提供高级电源切换功能，使UPS系统能够动态响应各种负载条件下的非线性负载；此外还具有本地控制能力，可执行启动/关断控制和电压调整等功能。

其他一些工业应用也要求处理器具有更高的性能。以可再生能源逆变器应用为例，需要采用适合执行复杂算法的高性能处理器，支持逆变器将变化不定的直流输出转换为“干净”的电流，以及对住宅和城市光(PV)电池阵列及风轮机产生并流入商用电网和/或本地电网的电流进行调整。Blackfin BF50x处理器的信号处理性能可确保实现超高效能量提取和传输，同时提供高级电源切换控制功能，支持防孤岛和最大功率点跟踪(MPPT)能力，因此该系列是可再生能源和智能电网基础设施的最佳选择之一。

对于工业控制和自动化、产生可再生能源和智能电网分配等各类应用，凭借BF50x等高精度处理器，系统设计人员得以采用先进的功率控制技术大幅提高能效，从而节约更多能源，减少污染排放，并节省大量资金。