本文檔推薦一種設(shè)計流程，它在電機控制設(shè)計中利用了 Altera FPGA 強大的適應(yīng)能力、精度可調(diào) DSP 以及集成系統(tǒng)設(shè)計工具。工業(yè)電機驅(qū)動設(shè)備的設(shè)計人員可以充分發(fā)揮這一設(shè)計流程的性能、集成和效率優(yōu)勢。

　　在工業(yè)能耗中，三分之二以上的能耗來自工業(yè)電機驅(qū)動設(shè)備，因此，在工廠費用開支中，高效的電氣特性是非常重要的因素。在電機驅(qū)動系統(tǒng)中采用速率可變驅(qū)動器 （VSD） 來替代傳統(tǒng)的驅(qū)動器能夠顯著提高效率，能耗節(jié)省了近 40%。Altera 的 FPGA 體系結(jié)構(gòu)具有圖 1 所示的靈活性、性能、集成以及設(shè)計流程優(yōu)勢，是 VSD 系統(tǒng)的高效平臺：

　　■ 調(diào)整性能——通過并行處理以及靈活的功能進一步提高各種類型電機的性能和效率。設(shè)計集成——在一片器件中集成嵌入式處理器、編碼器接口、DSP 運動控制算法以及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。

　　■ 靈活的設(shè)計——重新使用 IP，采用精度可調(diào) DSP 模塊。在控制通路的任意部分都可以實現(xiàn)定點或者浮點精度。

　　■ 確定性延時——在硬件中實現(xiàn)電機算法以及確定性操作。

　　功能強大而又流暢的工具——使用 Simulink 等建模工具，結(jié)合 Altera 的 DSP Builder 以及 Qsys 或者 SOPC Builder 通用集成工具，優(yōu)化低成本 FPGA 中的全電機系統(tǒng)。雖然通常使用商用微控制器 （MCU） 或者數(shù)字信號處理器 （DSP） 來實現(xiàn)處理和控制環(huán)，監(jiān)控負載并調(diào)整位置、速度和其他驅(qū)動功能，但是，微控制器不夠靈活，在性能上也有限制。在算法非常復(fù)雜的系統(tǒng)中，需要較高的 MIPS 處理能力，這些缺點尤其明顯。而且，在軟件中編寫代碼很難實現(xiàn)硬件最優(yōu)系統(tǒng)。

　　同樣的，雖然高端 DSP 一般能夠處理電機控制計算功能，但是，高端 DSP 并不適用于需要同時處理高精度時間運算以及面向任務(wù)運算的系統(tǒng)，例如，存儲器接口、信號接口和濾波，或者支持工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)等。