注：參考文獻：“使用MATLAB來實現電機驅動移植到Zynq SoC平臺”，Xilinx DSP方案部門的高級經理Tom Hill。該文章發表在剛剛出版的第87期XCell期刊上。

工業設計人員可以使用快速原型和基于模型的設計來把電機控制算法移植到Zynq SoC平臺。

從上世紀90年代起，電機驅動的開發人員就已經使用多芯片架構來實現電機控制和處理，在這個架構中，由一個DSP執行電機控制算法，高速I/O以及網絡處理協議在FPGA中實現，再使用獨立的處理器芯片來負責整體控制。現在，借助于Xilinx Zynq SoC的可編程性，開發人員可以把這些功能都集成到同一個器件中去實現，甚至可以實現更多的處理任務，這樣，元器件的數量和系統的復雜度都降低了，在降低系統成本的同時，提高了系統的性能和可靠性。

現在，先進的電機控制系統都需要把控制算法和工業網絡協議結合到一起，比如EtherCAT、Profinet、Powerlink以及Sercos III，另外出于授權、維護或者遠程監控的目的，也需要把運動控制層、PLC層以及診斷層都集中在控制系統中實現，Xilinx的Zynq SOC平臺通過提供一個高性能的處理系統和可編程的邏輯單元來實現硬件性能加速，從而可以把上述這些復雜的系統功能都實現到一個器件中。

在處理能力方面，Zynq SoC平臺集成了一個雙核 ARM Cortex-A9 MPCore，該處理器包括一個NEON SIMD（單指令多數據）協處理器和浮點擴展單元，可以加速軟件的執行。在可編程邏輯方面，Zynq器件有444000個邏輯單元和2200個DSP48 SLICE，可以提供足夠大的運算處理能力，可編程邏輯和處理系統之間通過5條高速AMBA-4 AXI互連總線進行緊耦合連接，提供了相當于超過3000個引腳的等效帶寬。

新的控制算法需要適應系統時間和系統變量高達幾個數量級的變化，這就使得系統軟硬件的劃分變得很復雜，而基于模型的設計可以把這個任務簡單化，MathWork的Simulink提供了一個框圖的環境用來做多域的系統仿真，它非常適合做復雜系統的仿真。用Simulink來進行系統建模可以加速電機控制系統的開發，并且可以降低開發風險：

? 降低損壞的風險-新的控制算法在產品上正式測試之前，可以通過仿真對它們進行徹底的檢查，可以降低電子器件、電機和其他系統部件的損壞風險；

? 加速系統集成-支持人員必須把新的控制算法集成到產品系統中，這就意味著集成一個新的控制算法會花去大量時間，集成過程也會相當冗長；

? 降低對設備的依賴-產品環境自身沒有準備好，比如定制的驅動電路或者電機還沒有開發完成，或者由于位置不同，控制系統的開發人員不能訪問到產品環境。

因為這些因素，仿真可以很好地替代產品硬件的測試。

注：搭建電機控制應用的完整的原型系統時，開發人員可以在Simulink和Zynq SoC工作流程中配合使用Avnet Zynq-7000 SoC/Analog設備的智能驅動套件，套件中包含最新一代的高精度數據轉換器和數字隔離，可以完成高性能的電機控制和兩個千兆以太網絡的連接。

Avnet Zynq-7000 SoC/Analog設備智能驅動套件

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