隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，以及對更智能、更安全和更高效系統(tǒng)的需求不斷增長，工業(yè)機(jī)器人最近幾年經(jīng)歷了一場顯著的變革。這場變革的核心是使用先進(jìn)的嵌入式處理器，這種處理器采用片上系統(tǒng) (SoC) 架構(gòu)，集成了包括外設(shè)和硬件加速器在內(nèi)的各種元件。這些處理器在增強工業(yè)機(jī)器人的功能方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，使它們能夠精準(zhǔn)、快速和可靠地執(zhí)行任務(wù)。本文中，我們將深入探討高度集成的嵌入式處理器在推動工業(yè)機(jī)器人發(fā)展方面發(fā)揮的作用。

工業(yè)機(jī)器人和嵌入式處理器簡介

工業(yè)機(jī)器人是指在工業(yè)環(huán)境中用于執(zhí)行各種任務(wù)的自動化機(jī)器，如鉸接式機(jī)械臂(圖 1)等。這些機(jī)器人執(zhí)行的任務(wù)范圍非常廣，從簡單的裝配操作到焊接、噴漆和物料處理等復(fù)雜的制造過程。

圖 1：帶 UPC 掃描儀的自動化鉸接式機(jī)械臂

嵌入式處理器用于控制機(jī)械臂和傳動器的運動，處理來自各種傳感器的數(shù)據(jù)以及根據(jù)環(huán)境反饋做出實時決策。它們使機(jī)器人能夠更精準(zhǔn)、更高效、更自主地執(zhí)行任務(wù)，從而提高生產(chǎn)力并減少工業(yè)過程中對人工干預(yù)的需求。

高度集成的嵌入式處理器在工業(yè)機(jī)器人中的重要性

德州儀器 (TI) 的 AM68A、AM69A、TDA4VM 和 TDA4VH-Q1 等高度集成的嵌入式處理器通常將各種元件組合到一個芯片中，這些元件包括中央處理單元 (CPU)、片上存儲器、輸入/輸出 (I/O) 接口、專用硬件加速器和視覺處理器。這些器件旨在處理各種任務(wù)，包括運動控制、傳感器數(shù)據(jù)處理、通信和實時決策。

與分立式方案相比，更高的集成度可提高嵌入式處理器的能效并減少熱量散發(fā)，這也是工業(yè)應(yīng)用中的一項關(guān)鍵因素。機(jī)器人計算模塊的功耗更低，意味著可以將功率分配給其他運行關(guān)鍵型系統(tǒng)，或者可以完全降低整體功耗，從而提高機(jī)器人的能效。此外，具有高級電源管理功能的嵌入式處理器有助于延長電池供電機(jī)器人的電池壽命。

最后，集成有助于簡化整體系統(tǒng)設(shè)計，使其更易于與其他系統(tǒng)一同安裝到機(jī)器人中。這可以縮短元件之間的數(shù)據(jù)傳輸時間，從而提高性能，因為機(jī)器人內(nèi)元件之間的距離越近，越會減少所需的布線量，從而降低系統(tǒng)成本和重量。

TI 的嵌入式處理器如何塑造機(jī)器人的未來?

德州儀器作為一家先進(jìn)的芯片供應(yīng)商，面向工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用提供高度集成的嵌入式處理器。我們的產(chǎn)品系列提供品類齊全、專為滿足工業(yè)自動化的嚴(yán)苛要求而設(shè)計的嵌入式處理器。我們的處理器旨在滿足客戶在各種工業(yè)環(huán)境中對系統(tǒng)的性能、功耗和安全性需求。

結(jié)合利用開源軟件(可在 TI 開發(fā)人員專區(qū)獲得)以及由硬件和軟件第三方合作伙伴構(gòu)成的廣泛生態(tài)系統(tǒng)時，這些器件有助于簡化設(shè)計流程，從而推動創(chuàng)新并加速機(jī)器人在工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用。

未來趨勢如何?

隨著機(jī)器人日益智能化和自主化，以及能夠更可靠地與人類操作員協(xié)作，工業(yè)機(jī)器人中高度集成的嵌入式處理器的使用預(yù)計將繼續(xù)增長。這個領(lǐng)域未來的發(fā)展有可能專注于進(jìn)一步改進(jìn)嵌入式處理器的性能、功效和安全性，以及將諸如人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)等新技術(shù)集成到更多的機(jī)器人控制系統(tǒng)中。

隨著持續(xù)創(chuàng)新和進(jìn)步，高度集成的嵌入式處理器將在塑造工業(yè)機(jī)器人未來方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用。