性能

在伺服电机驱动应用中，电机控制通常分为几个控制环路层：电流/扭矩环路、速度环路、位置环路和更高级别的运动控制环路。这些环路通常以级联的形式排列，每个环路都有自己的“实时”处理要求。电流或扭矩环路是超严苛的控制环路。每个上游环路以其之前环路的倍数运行，并为下游环路提供输入参考。图 1 显示了典型的级联控制拓扑。

图 1 中的模块非常适合用于跨异构处理器内核或在处理器与微控制器之间进行逻辑分区。在多核 MPU 或 MCU 的不同内核之间分散各个环路，可以更大限度地增加专用于每个环路的处理带宽。当 MPU 或 MCU 内核接收到其控制环路输入数据时，它可以尽快运行算法以使其完成，为下游环路提供参考值，然后继续提供其他服务，直到准备好下一组输入数据为止。

具有较高原始性能的 MPU 或 MCU 可以更快完成控制处理，并具有更多可用带宽来提供更多服务和功能。32kHz 控制环路中的周期时间接近 31.25μs 时，或实际必须同时处理来自多个轴的输入时，快速处理至关重要。

对于伺服控制的严格实时处理要求，有几种选择，包括数字信号处理器 (DSP)、FPGA 和标准 Arm® 处理内核。选择合适的处理内核可能很困难，因为需要在灵活性与优化控制算法之间保持平衡。过去，优化控制算法是第一要务，因此 DSP、专用集成电路 (ASIC) 和 FPGA 是确定无疑的选择。

现在，需要向伺服驱动器添加工业 4.0 服务，因此开始采用标准的 Arm Cortex®-A 和 Cortex-R 内核。Cortex-A 内核可以实现非常高的带宽，这对于快速处理非常有用，但这种内核缺少 Cortex-R 的实时组件，这便是 Cortex-R 在实时控制应用（如伺服控制）方面比 Cortex-A 更适合的原因。另一方面，Cortex-A 比 Cortex-R 更适合许多其他服务，如运动控制、预测性维护或基于 Linux 的 Web 服务。幸运的是，诸如 AM64x MPU 和 AM243x MCU 之类的多核器件可以包含这里提到的所有处理元件，因此能够在单个芯片中实现所有必要的元件。