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【馬達控制這樣才夠格：即時處理、軟體升級、高速網路通訊】

在伺服馬達控制中，系統對 MCU 的即時性要求遠高於消費級應用。通用型 MCU 雖可使用快取記憶體增加性能，但實際執行時間會受快取記憶體的命中率影響而有很大差異；加之作業系統本身的運算週期，可能使馬達無法做出及時回應，達不到設計要求。因此，日本一線 MCU 大廠直攻高性能 ARM Cortex R4F 核心，不僅能趁勢進入通用 MCU 生態系統，大大降低開發門檻，更重要的是能實現「即時處理」性能。

為達到即時性設計要求，製造商透過配置「緊密耦合記憶體」(TCM) 提升MCU記憶體系統的回應能力。TCM 通常分為兩區，一個用於代碼和運算，另一個用於儲存資料，兩者皆可從 CPU 進行高效的即時訪問；若再加裝 RAM，更利於分區作業、提高應用效率。此外，內置「硬體向量中斷控制器」(VIC) 可進行高性能、低延遲中斷處理，進一步提升即時性能。集這些特性於一身，完勝採用片上快閃記憶體的傳統 MCU 或配有緩存的微處理器產品。

馬達伺服控制的複雜度要求往往須仰賴 FPGA 介入邏輯運算、編寫專門的程式碼敘述，需有電機工程、邏輯設計等知識背景方能勝任，使開發和維護難度大大增加。其實，藉由編碼器介面整合即時處理、低延遲記憶體、高速類比和網路連接功能，可省略 FPGA 繁瑣的開發過程，便能滿足 AC 伺服驅動的應用需求。在高階馬達市場擁有相當優勢的日系 MCU 大廠，特推出含「數位雙向編碼器介面」的控制器件，利用增量和絕對編碼器提供精確的位置值，可支援多種電機回饋協定 (如 EnDat 2.2) 以及感測器和執行器協議 (如 BiSS 和 SSI)。

針對不同伺服驅動應用的編碼，就是一系列演算法的集合，也是馬達控制最核心的軟體環節。用戶可透過編碼器結構實現軟體升級，在降低開發難度和開發成本的同時，應用靈活性亦大幅增加。另在工業 IoT 應用中，控制中心需對每個重要的馬達系統做到即時監控，既須兼顧網路通訊任務，又不能影響馬達控制系統的即時性和可靠性，工業乙太網將是非常重要的基礎環節；而整合乙太網加速器和即時 OS 加速器 (HW-RTOS) 的 R-IN 引擎，可支援 EtherCAT、EtherNet/IP 和 PROFINET 等多種工業乙太網通訊標準，有助縮短工業設備開發時間。

延伸閱讀：
《瑞薩電子：實現即時控制高精度馬達》
http://compotechasia.com/a/____/2016/0920/33341.html
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#瑞薩電子Renesas #RZ/T #R-IN引擎 #ARM Cortex-R4F

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