機械控制系統(tǒng)中嵌入式應用研究

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一、機械控制系統(tǒng)中嵌入式控制芯片的應用

嵌入式控制芯片在機械系統(tǒng)中的應用最主要是指其在數(shù)控設備中的應用。數(shù)控設備中使用的嵌入式控制器大多使用64位的微處理器，其芯片內(nèi)核為64位的精簡結(jié)構(gòu)處理器。該類型的芯片功耗相對較低，大多采用微處理器內(nèi)核，被廣泛應用于成本預算較低的產(chǎn)品中。數(shù)控設備數(shù)量較大且相互之間有著大量的通信。因而，數(shù)控機控制系統(tǒng)大多使用分布式控制系統(tǒng)設計。PC機在分布式控制系統(tǒng)中發(fā)揮著至關重要的作用。與此同時，采用嵌入式控制芯片技術的數(shù)控設備系統(tǒng)擁有internet接入這一功能，能夠有效實現(xiàn)遠程的監(jiān)視與診斷，從而提供超強的在線網(wǎng)絡技術支持。PC機有效控制與數(shù)控電機密切聯(lián)系的控制板。數(shù)控設備的加工質(zhì)量主要取決于其主、從電機線速度是否同步。一般情況下，控制算法能夠在嵌入式控制芯片相關控制器中得以實現(xiàn)。再加上數(shù)控設備系統(tǒng)大多使用64位微處理器，因而控制算法完全能夠在嵌入式芯片控制器中成功完成。嵌入式控制芯片具有檢測與變頻器通信的功能，能夠極大程度上減輕相關負擔。與此同時，微處理器具有較強的轉(zhuǎn)移能力，能夠快捷方便的掛于總線之上。

二、機械控制系統(tǒng)中嵌入式控制芯片的應用前景

（一）加強嵌入式控

制芯片技術的網(wǎng)絡化與信息化進程近年來，我國互聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展迅速、寬帶技術突飛猛進，機械設備功能日趨豐富、結(jié)構(gòu)日益復雜。因此，在芯片設計和制造的過程中應該在芯片上集成更多功能。與此同時，在軟件開發(fā)的時候，應當科學、合理的使用交叉開發(fā)工具與實時多任務相關編輯技術來解決控制功能復雜問題并成功達到精簡程序設計、減少開發(fā)時間，提升軟件質(zhì)量的目的。嵌入式系統(tǒng)芯片x86架構(gòu)是由著名的英特爾公司推出的，該芯片成功集成了多種功能，能夠有效實現(xiàn)應用功能的升級。與此同時，該芯片還有效繼承了南北橋芯片組、處理器、數(shù)據(jù)包技術。

（二）嵌入式控制芯片技術應當朝著網(wǎng)絡互聯(lián)的方向不斷發(fā)展

為了有效適應快速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)，嵌入式控制芯片必須具備各種各樣的網(wǎng)絡端口。一般情況下，單片機不能夠支撐網(wǎng)絡。不過最新一代嵌入式芯片處理器已經(jīng)具備了內(nèi)嵌網(wǎng)絡接口，既能夠支持TCP／IP相關協(xié)議，也能夠支持USB、Bluetooth、IEEE1398等部分通信接口。在軟件方面，嵌入式控制芯片系統(tǒng)內(nèi)核應當支持網(wǎng)絡模塊，并且能夠在設備上成功嵌入Web瀏覽器，從而有效實現(xiàn)隨時隨地可以通過各種相關設備上網(wǎng)。

（三）嵌入式控制系統(tǒng)應當不斷精簡，最大化節(jié)約成本

未來的嵌入式控制芯片應該屬于軟件和硬件之間緊密聯(lián)系的高級設備。為了最大化的降低損耗和節(jié)約成本，嵌入式控制芯片相關設計人員應當在保留與系統(tǒng)功能密不可分設備的前提下，竭力精簡嵌入式控制系統(tǒng)內(nèi)核，從而實現(xiàn)資源利用效率最大化。這就要求相關設計人員必須注意以下幾點：第一，采用最優(yōu)化的編輯模型。第二，不斷優(yōu)化和改進相關計算法。第三，提高編譯器性能。第四，具備過硬的硬件專業(yè)知識，努力降低成本，從而顯著提升產(chǎn)品的競爭能力。

三、結(jié)束語

綜上所述，嵌入式控制芯片憑借其可擴展性、專業(yè)性、安全可靠性以及多任務支持能力等獨特優(yōu)勢被廣泛應用于機械控制系統(tǒng)中，顯著提升了機械控制系統(tǒng)的效率與質(zhì)量。這就要求相關研發(fā)人員積極主動了解嵌入式控制芯片的各項顯著特征，不斷提升自己的研發(fā)能力和創(chuàng)新能力，從而提高我國機械控制系統(tǒng)中嵌入式控制芯片的應用水平。

作者：王剛元 單位：武昌工學院