2 更改通信接口时需要了解的系统挑战

由于不同的子系统要求，诸如机器人等复杂系统需要支持多个通信接口，并且可能会混合使用不同接口。图 2-1 显示了一个分散式机器人系统，该系统具有多条通信接口路径，每条路径的规格都不相同。

从这些接口更改为 SPE 有助于机械尺寸测量和降低总体系统成本。然而，SPE 还需要确保实现必要的计时性能。

图 2-1 中的绿线表示通信接口，该接口通常采用实时协议，来确保通信的确定性和高数据传输速率。蓝线表示电机驱动编码器接口，该接口通常使用基于 RS-485 的专有数字协议或模拟编码器接口来实现。

机器人的内部通信路径在靠近电机开关相位的位置运行。此实现可以减少电缆数量并降低机器人中的功率级别，同时还无需在机器人关节处进行冷却。然而，将电力电子装置移至机械手内可能会在系统的通信接口中产生连续噪声。这反过来又会带来新的挑战，即，由于所选接口或设计的噪声性能不佳而导致通信数据丢失。在 SPE 中，高噪声环境下的性能在很大程度上取决于所选 PHY 去耦类型。节 4 说明了电流去耦和电容去耦。如前所述，另一个挑战是机械手不断地移动电缆的位置，随着时间的推移会损坏电缆。

电池供电型机器人还可以从使用 SPE 实现电缆数量减少中受益，因为这样可以减轻重量、提高系统效率并更大限度地延长充电间隔时间（延长电池寿命）。