ADI推出面向马达驱动的全新CortexM4 DSP

拥有自主DSP内核的知名供应商ADI，正在逐步向ARM靠拢，其最新推出的电机控制及太阳能光伏逆变器应用的DSP，采用了标准的ARM Cortex-M4内核。

“ADI的DSP技术曾经在家电领域的马达控制方面获得了很大的成功，随后我们转移了DSP重点应用领域，但随着能源问题的日益凸显，我们认为是时候重新回归马达控制这一领域。”ADI市场经理张松刚表示。

为何重返马达控制市场

“马达控制和新能源市场将会越来越热。”张松刚的这种判断并不是主观臆测，而是通过其总结的一系列近期的热点数据得出的。“Rockwell Automation指出全球约有1970亿美元花费在因电机控制不当而产生的维护费用；EIA表示下一个20年，全球电能需求量将翻倍；HIS预计低压电机市场到2017年将成长至230亿美元；Lux Research表示2018年太阳能光伏市场将达到1550亿；目前全球约有40%的电能消耗在工业电机上，等等…”

其实对于ADI来说，其两年前就已展示了业界首款马达控制系统设计平台，不过当时采用的是ADI独有的Blackfin处理器。这一次，ADI选择了Cortex M4作为DSP处理核心，推出全新一代混合信号处理器ADSP-CM40x。

谈及为何选择ARM，张松刚指出一方面是产品功耗低，另外则是现如今ARM的生态环境更庞大，会用的人更多，不需要重头开始学习。

谈及与Blackfin的区别，张松刚表示，Blackfin偏重于数字信号处理，速度可达400MHz到600MHz，因此更适合于做算法角度。而Cortex-M4尽管支持DSP指令，但更专注于系统方面控制。因此这完全取决于客户的需求。

而即使同样适用Cortex-M4，ADI的工作频率为240MHz，相比较目前主流的最高180MHz左右的处理器，提高了30%。张松刚指出，常见的处理器中ADC很容易在主频过高的时候受到干扰，而ADI将ADC单独做成一个Die，这样既保证了处理器的高频工作，又保证了ADC的精度及速度。

尽管目前通用电机控制器主频大多在100MHz左右，但张松刚表示，ADI这款产品未来的定位是面向整个工业控制系统，因此需要预留足够多的性能冗余。

而且，越来越多新型算法技术都是基于Matlab等高级语言的，早在Blackfin时代，ADI就已经支持Matlab开发的算法，ADSP-CM40x同样支持Matlab和Simulink直接接入Visual DSP开发工具。“我们在做处理器硬件规划时候也做了软件规划，使开发环境仿真软件可以无缝和我们的产品结合。”张松刚表示。

除了ARM，ADI的绝技还有很多

实际上ADI早在几年前就已经将ARM处理器植入ADC中，对其计算补偿。张松刚表示，在处理器内核日趋相同的今天，外设才是各家竞争的法宝所在。

谈到ADSP-CM40x的独到之处，张松刚可以讲得很多。“国内厂家制作逆变器变频器伺服系统时，总是感觉差了一点点，主要原因就在于片内ADC引起的电流控制精度问题，目前现有处理器一般都内置12位ADC，有效位10位左右，而ADI集成的是16位ADC，对提高整个系统性能来讲是个关键点。”同时ADC的转换速度达到了2.6MHz，24个通道全部转换完成也只在3us内。

另外一项特有技术则为HAE（谐波分析引擎），这相当于一个小型的DSP硬件加速器，这符合目前处理器设计趋势：即异构计算及硬件加速器的广泛使用。谐波分析对于电机算法控制以及太阳能发电时的电能质量及频谱分析等，都具有非常重要的意义。

同时，ADSP-CM40x内置了SINC滤波器，过去这一功能往往单独由FPGA或者DSP实现。SINC数字滤波器可以与Σ-Δ ADC直接相连，用于交流侧的电流传感/保护，特别是直流注入的监控。

除了处理器，ADI还提供全套的评估板与高压功率板，一方面可以展示处理器，另外也可以配合软件，进行电流电压检测、位置检测，信号隔离，PFC等等。