電子發燒友網報道（文/李寧遠）既然聊過了機器人應用向的MCU和FPGA，那DSP也不能落下。面對來勢洶洶的FPGA以及尚穩坐釣魚臺的MCU，DSP如何應對顯得格外重要。為了不讓FPGA廠商通吃機器視覺應用的大蛋糕，DSP必須正面正面應對FPGA在機器視覺上的挑戰。

在上一期中已經提到，FPGA廠商的策略是雖然我的處理效能上限不及你DSP，但是在拓展性上你也給我留了很大的操作空間。FPGA廠商試圖在機器視覺應用上通過設計彈性淹沒DSP。至于和MCU的較量就沒有那么激烈，畢竟在不那么智能化的工業機器人里MCU肯定是最先考慮的選擇，DSP和MCU在控制上爭奪雖然有但還沒有那么激烈，可能日后當工業機器人發展到足夠智能時二者才會拉開架勢正面對決。

面對機器視覺應用，DSP廠商為了在拓展性上奪回主動權，就有了DSP配合各種通訊這一戰略，通過這種方法完善通訊較少的環境，提高機器設計靈活性。同時在機器人控制乃至工業控制領域，大量的生態、軟硬件支撐都是單DSP或者多核DSP的強勢點，DSP廠商定然會加以利用。

DSP視覺應用彈性設計

DSP在性能及成本考量上在機器視覺的主、次系統中都較為適宜，不論是單顆DSP，抑或是內嵌多核心DSP及中央處理器（CPU）的SoC方案。因為相比于Cortex-M4架構內建浮點運算單元只能實現低階影像訊號處理，以及x86架構下工控平臺的大功耗高成本，DSP在視覺應用上的都是性能和成本的最佳選擇。

需要補強的地方則是如何覆蓋復雜的通訊協議這一被FPGA廠商利用的短板。從各廠商的應對辦法來看，TI通過DSP整合PRU來完善可編程環境，補足處理器未能提供的通訊輸入/輸出接腳這一辦法效果很明顯。

PRU是一種集成在器件中的低延遲微控制器子系統。PRU內核在確定性實時處理方面經過優化，能夠直接訪問I/O并滿足超低延遲要求。PRU的高彈性能讓終端產品中整合更多的通訊介面，更重要的是提高設計彈性，讓DSP在通訊介面的支援上媲美FPGA方案。

從面對高階機器視覺應用的KeyStone系列可以看出DSP在機器視覺應用上的強大。KeyStone架構有多達八個TMS320C66x高性能DSP。66AK2H14 SoC 有8個TMS320C66x DSP內核子系統，原始計算性能高達 38.4GMACS 和 19.2Gflops，同時兼具安全性、數據包處理和以太網交換功能，而且功耗低于多芯片解決方案。

在訊號分析和處理效能上，DSP的能力是不需質疑的。制約它的就是能否在視覺應用上盡可能多的支援各種工業用通訊，如EtherCAT、EtherNet/IP、CC-LinkIE等等。當然DSP廠商還應當注意在支援盡可能多的通訊時，避免DSP尺寸過大功耗過高，當然還有控制成本。在性能和通訊支援上面面俱到但是成本過高，機器人廠商依然是很難買賬的。

DSP智能運動控制

上面說到目前DSP和MCU在運動控制上還沒有拉開架勢大干一場。畢竟現在MCU控制下機器人已經能勝任絕大多數任務。機器人的高效能智能運動雖然可以肯定是發展方向，但智能化說了這么多年，在應用上大規模鋪開仍然還要很多個這么多年。

DSP跨足MCU的電機控制市場一般都選擇元件相容性較高的ARM架構，這樣會更容易讓機器人控制開發商接受。ARM的生態系統完整性其中的主要因素。其實用MCU結合DSP說不定也是以后的選擇之一。

其中一例就是CM4xx混合信號控制處理器，ADI公司的ADSP-CM4xx混合信號控制處理器通過采用ARM-Cortex M4處理器內核，集成高精度ADC切入高性能實時電機控制的工業機器人運動場景。

ADSP-CM4xx混合信號控制處理器集成了雙通道精密16位ADC和一個Cortex-M4處理器內核，浮點單元工作頻率最高達150 MHz，集成最高128kB SRAM存儲器、最高256kB閃存。

雙通道16位SAR ADC轉換速率達380ns，對電機控制來說這樣的速率可以做到極高精度的閉環運控。如果再內置高級PWM，那么對于電機驅動的性能又會有一個大提升。這種DSP處理核心和ADC支持下的控制效率，如果不是足夠智能的應用場景，對于很多成本敏感的應用來說還是太高端了。當然DSP本就不打算在中低端場景去搶MCU的份額，它瞄準的就是高端運控場景。

寫在最后

機器人市場的火熱讓三大廠商紛紛入局，MCU，FPGA和DSP廠商在運控，視覺甚至是人機交互應用上都針鋒相對，誰也不愿意放棄這個藍海市場的份額。在任何一個細分的領域我們都無法判斷誰將奪得主導權，這種動態的競爭會一直持續下去，誰都想分個高低但誰也無法定個高下。無論如何，在機器人行業，MCU，FPGA和DSP都有發揮他們特有的優勢競爭下去，融合下去，一直如此。

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編輯：jq