siemens x
傳感器

ADI嵌入式處理器在儀控產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用實例

2025China.cn   2009年05月12日
  ADIDSP以其優(yōu)異的綜合性能和電磁兼容性受到業(yè)界廣泛好評,具有可靠性高、低功耗的特點,并帶有豐富的接口,且溫度范圍寬。它們正在為諸多測試測量及工業(yè)控制應(yīng)用系統(tǒng)提供核心動力,包括測試測量儀器、數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測系統(tǒng)、運動控制、電力線保護(hù)設(shè)備、、鐵路及軌道運輸系統(tǒng)等。

     ADI在中國也展開了廣泛合作,并將測試測量和控制設(shè)備領(lǐng)域作為其DSP的重要戰(zhàn)略目標(biāo)之一。例如,ADI與南京南瑞繼保電氣有限公司有著多年的合作,十年前,南瑞繼保開始使用ADI公司的218x系列16位定點數(shù)字信號處理器。隨著多種基于Blackfin與SHARC處理器的成功產(chǎn)品取代了基于微處理器與微控制器的設(shè)計,信號處理架構(gòu)在該公司產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用不斷擴(kuò)展。結(jié)果,該公司目前的大多數(shù)新產(chǎn)品設(shè)計都基于ADI公司的數(shù)字信號處理器。圖1所示為其中一個合作項目——PLM(電力線監(jiān)控)設(shè)備的例子,這類設(shè)備采用了ADI的Blackfin和SHARC系列DSP。南瑞采用Blackfin和SHARC的原因是它們提供了對電力網(wǎng)故障和瞬變事件的檢測和響應(yīng)能力,這里DSP的性能與可靠性是他們最重要的考量因素。

     而在測試測量領(lǐng)域,ADIDSP也在幫助本土廠商從占據(jù)低端產(chǎn)品主導(dǎo)地位向提高技術(shù)含量、推出更多中高端設(shè)備產(chǎn)品邁進(jìn)。例如,中國的數(shù)字存儲示波器(DSO)、信號發(fā)生器、頻譜分析儀和邏輯分析儀制造商普源精電公司為其整個產(chǎn)品系列尋求足夠通用和功能足夠強大的信號處理平臺時,就轉(zhuǎn)向了ADIBlackfin處理器。

     普源精電選擇ADIBlackfin處理器的一個原因是Blackfin本身就具有采用統(tǒng)一架構(gòu)的微控制器(MCU)和信號處理功能,這樣就不再需要單獨的數(shù)字信號和控制處理器。由于Blackfin能夠以較低成本提供前所未有的處理能力,因此其性價比是吸引中國客戶的另一個重要因素。

     普源精電制造的完整DSO產(chǎn)品線包含兩個產(chǎn)品系列:DS5000C和DS50000M以及DS3000B和DS3000M,這些產(chǎn)品均有彩色和單色顯示器可供選擇,并且都附帶各種其它特性以滿足客戶的個別要求。示波器的差異化參數(shù)包括帶寬、時基(設(shè)定繪制痕跡線的速度,并以每格的秒數(shù)對其進(jìn)行校準(zhǔn))、采樣率和通道數(shù)(允許顯示一路以上的輸入信號)、存儲容量、觸發(fā)類型(來自外部源的脈沖、視頻或邊沿觸發(fā))以及許多其它變量。

     普源精電公司還生產(chǎn)一整套虛擬儀器產(chǎn)品線。這些虛擬儀器包括:帶頻譜分析儀的示波器,它采用了快速傅利葉變換(FFT),以及將波形轉(zhuǎn)換成其頻譜分量的數(shù)學(xué)處理;同時具有頻譜分析儀和邏輯分析儀的示波器;附帶頻譜分析儀和電池的便攜式示波器;第一款將與信號發(fā)生器整合在一起的DSO,它可以產(chǎn)生交流電,可用來測試或測量電路。

     以上兩個產(chǎn)品線均采用了BlackfinADSP-BF531處理器作為核心處理器平臺。Blackfin處理器系列的優(yōu)勢在于,它是為了滿足像普源精電產(chǎn)品這樣的工業(yè)/儀器儀表和通信應(yīng)用的計算要求和功耗限制而專門設(shè)計的。Blackfin處理器將突破性的信號處理性能和功效與RISC編程模型結(jié)合在一起,可以在同一處理器上的硬實時信號處理任務(wù)與系統(tǒng)控制任務(wù)之間靈活地分配資源。Blackfin處理器的可編程特性使普源精電的工程師能方便地修改其基于Blackfin的硬件平臺,從而以滿足各種客戶需求的價位創(chuàng)建整個產(chǎn)品系列。

     普源精電公司還發(fā)現(xiàn),Blackfin豐富的外設(shè)使得該公司能夠?qū)崿F(xiàn)小尺寸、低成本的產(chǎn)品。BF531處理器包含通過幾個高帶寬總線連接至內(nèi)核的外設(shè)??性能。通用外設(shè)包含諸如UART、具有脈寬調(diào)制(PWM)和脈沖測量功能的定時器、通用標(biāo)志I/O引腳、實時時鐘以及看門狗定時器。此外,該處理器還具備用來連接至各種音頻、視頻和調(diào)制解調(diào)器編解碼器功能的高速串行和并行接口,和用來靈活管理來自片上外設(shè)或者外部源的中斷信號的中斷控制器,以及用來適應(yīng)許多應(yīng)用要求的處理器和系統(tǒng)的性能和功耗指標(biāo)的電源管理控制功能。

     Blackfin功能特性的靈活性已經(jīng)極大地改變了普源精電的產(chǎn)品線,在ADI的其它Blackfin系列處理器的幫助下,該公司計劃垂直擴(kuò)展其產(chǎn)品系列,從而以各種價位向其客戶提供更多選擇。

     完善的服務(wù)和技術(shù)支持幫助縮短上市時間

     使產(chǎn)品快速上市幾乎是所有廠商追求的目標(biāo)。除了Blackfin和SHARC的特性使廠商能夠方便地建立整個系統(tǒng),節(jié)省開發(fā)時間之外,ADI公司提供的服務(wù)和技術(shù)支持體系也非常完善,這也對縮短上市時間起了很大作用。

     ADI在中國不斷努力營造一個優(yōu)良的“生態(tài)系統(tǒng)”,即由ADI及其合作伙伴構(gòu)成網(wǎng)絡(luò),為客戶提供相關(guān)的軟件、工具、參考設(shè)計、教育培訓(xùn)等支持。對于測試測量和工業(yè)控制應(yīng)用,除了不斷擴(kuò)大公司自己的本地技術(shù)支持工程師團(tuán)隊,ADI還聯(lián)合了很多第三方合作伙伴,其中包括很多本地優(yōu)秀技術(shù)提供商,如北京億旗創(chuàng)新、東方迪碼、深圳市英蓓特、華恒科技、長沙新竹等,他們不斷推出低價位、更方便使用、支持更便利的本地開發(fā)工具和系統(tǒng)方案。

     主攻教學(xué)儀器、安防系統(tǒng)、消費電子、工業(yè)控制系統(tǒng)方案的億旗創(chuàng)新不僅推出了多款A(yù)DIDSP開發(fā)板和工業(yè)類應(yīng)用方案,還協(xié)助ADI舉辦各類企業(yè)用戶培訓(xùn)課程;東方迪碼也推出了囊括全系列ADIDSP的開發(fā)板、仿真器、擴(kuò)展子卡、算法,同時也可提供ADIDSP的咨詢與培訓(xùn)服務(wù);華恒科技也推出了基于多款Blackfin的嵌入式Linux評估板、入門學(xué)習(xí)板;英蓓特公司基于VisualDSP++集成環(huán)境,結(jié)合自己獨特的嵌入式開發(fā)調(diào)試技術(shù),成功推出了EmlinkBlackfin仿真器,支持Blackfin全系列產(chǎn)品;長沙新竹則開發(fā)出了基于AD73360+BlackFin的高端多功能三相電表方案,采用該方案可以使用過采樣提高精度,使用高速采樣提高諧波精度,并可獲得高穩(wěn)定的校表輸出,以及對被測量參數(shù)作細(xì)微補償。

  據(jù)悉,雖然在風(fēng)頭上,儀器儀表及工業(yè)自動控制(簡稱儀控)產(chǎn)業(yè)似乎不如3G、新潮有趣的消費電子等話題那樣抓人眼球、受媒體熱捧,但通過以下一些數(shù)據(jù),我們就可以看到,該產(chǎn)業(yè)在中國同樣蘊藏著巨大的市場機(jī)會,并且在產(chǎn)品技術(shù)特性要求方面隨著需求的變化呈現(xiàn)出新的特點。

     眾所周知,中國政府正在逐步落實的4萬億投資計劃中,很大一部分是關(guān)于加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入的政策,其中重點包括電力、鐵路、機(jī)場、城市地鐵等系統(tǒng)的建設(shè)。例如,國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)分別公布了上調(diào)2009、2010兩年投資額度的規(guī)劃??傮w來看,預(yù)計兩大電網(wǎng)公司能源、化工等產(chǎn)業(yè)進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整,這對應(yīng)用于這些產(chǎn)業(yè)的各種各樣自動化設(shè)備產(chǎn)生了大量需求,對諸如環(huán)境監(jiān)測分析儀器等各類專業(yè)儀器儀表的需求也是很大的推動力量。

     而賽迪顧問(CCID)的研究數(shù)據(jù)表明,近幾年“隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,中國儀控產(chǎn)業(yè)的年增長率連續(xù)四年超過20%?!卑凑誄CID的劃分,中國儀器儀表產(chǎn)業(yè)包含四塊:工業(yè)自動化儀表與控制系統(tǒng)(IAICS);科學(xué)測試儀器;專業(yè)儀器儀表;以及一般儀器儀表。其中,由于中國正處在工業(yè)化的關(guān)鍵階段,對自動化儀表與控制系統(tǒng)有很大的需求,成長迅速。另一個增長點是專業(yè)的儀器儀表,其中環(huán)境監(jiān)測分析儀器增長最快;其他產(chǎn)品如光學(xué)儀器、測試機(jī)器、地質(zhì)勘探及地震儀器儀表、教學(xué)儀器等則保持穩(wěn)步增長。

     更高要求的設(shè)計需求

     上述產(chǎn)業(yè)升級、技術(shù)更新和國家節(jié)能工程的實施等對儀器儀表及工業(yè)自動控制設(shè)備的開發(fā)提出了以下一些更高的要求,即:

     -所用芯片方案和系統(tǒng)設(shè)計必須事先高效節(jié)能

     -可實現(xiàn)精確高速控制和測量

     -具有更強的通訊能力

     -所用方案能實現(xiàn)簡化設(shè)計

     -穩(wěn)定可靠地工作

     作為廣泛應(yīng)用于儀控設(shè)備中的一種核心處理平臺,DSP自然也要順應(yīng)這些設(shè)計趨勢和更高的要求。ADI公司針對測試測量及工業(yè)控制應(yīng)用的多種DSP方案就很好地貼合了上述設(shè)計需求,其中包括近十年來半導(dǎo)體行業(yè)最耀眼的設(shè)計巨作并且樹立了行業(yè)新標(biāo)桿的通用DSP——Blackfin系列和業(yè)界最穩(wěn)定的浮點DSP—SHARC系列。

     Blackfin處理器代表了一種新型32位嵌入式處理器,它非常適合結(jié)合復(fù)雜任務(wù)調(diào)度和高性能數(shù)字信號處理的應(yīng)用——所以我們也可以把它稱為匯聚處理器。例如Blackfin處理器可以進(jìn)行復(fù)雜的運動控制或測試測量,同時還支持多模式通信及系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度。正是這種軟件靈活性和可擴(kuò)展性的獨特結(jié)合為Blackfin處理器贏得了匯聚應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的適應(yīng)性。

     SHARC處理器占據(jù)浮點數(shù)字信號處理器市場的主要份額,其高性能的內(nèi)核具有卓越I/O吞吐率和優(yōu)異的存儲器性能。以每美元319MFLOPS起價,SHARC系列處理器為對要求廣動態(tài)范圍的應(yīng)用(例如工業(yè)和儀器儀表、醫(yī)用產(chǎn)品)提供浮點處理的低成本解決方案。

 

(轉(zhuǎn)載)

標(biāo)簽:ADI 嵌入式 處理器 在 儀控 產(chǎn)業(yè)中 的 應(yīng)用 實例 我要反饋 
2024世界人工智能大會專題
即刻點擊并下載ABB資料,好禮贏不停~
優(yōu)傲機(jī)器人下載中心
西克
2024全景工博會
專題報道