深度解说：盘点芯片商瓜分工业机器人的“吃相”（上）

　　晶片商与工业电脑厂正大举抢攻机器手臂与机器视觉运算应用商机。工业型机器人应用前景看好，连带让机器人内部控制元件的行情跟著看俏，包括MCU、DSP、FPGA、工控平台等解决方案供应商亦正大举献计，期许能顺著工业智慧自动化的潮流，大发工业机器人财。

　　工业型机器人需求掘起，可望带动庞大市场商机。工业型机器人的核心能力在于智慧感测以及运动控制(MotionControl)；而目前最普遍的工业型机器人样态即是模仿人类手臂的机器手臂。

　　机器手臂已开始在智慧工厂的产线上发挥重要功能，成为智慧製造中不可或缺的要角。机器手臂可取代人工进行焊接、涂装及装配等流程，达到更经济、快速和准确完成标准的常规作业；而随著机器手臂日益受到重视，在机器手臂马达控制中担当重任的微控制器(MCU)，亦可望跟著受惠。

　　机器手臂马达控制需求增MCU业者迎利多

　　意法半导体(ST)大中华暨南亚区产品行销经理杨正廉表示，由于工厂产线上单一具机器人或是机器手臂，通常涉及多种运作机制，彼此虽各司其职但也要互相协调，因此内建于机器人中的控制器或处理器更是身负重任，可望搭上此波工业自动化风潮的顺风车快速成长。

　　杨正廉进一步指出，在多种控制器或处理器中，又以MCU的市场前景最为可期。他解释，虽然MCU的处理效能比不上微处理器(MPU)、数位讯号处理器(DSP)或是现场可编程闸阵列(FPGA)等元件，不过由于目前智慧工厂产线上的机器人多以机器手臂为主，高精度、大型且完全拟真人的机器人还不普遍，而机器手臂注重的是马达控制效能，因此已在马达控制领域占有一席之地的MCU业者将最直接受惠。

　　据了解，机器人系统的自由度(DegreesofFreedom,DOF)高低取决于移动关节数目，关节数愈多，自由度越高，位移精准度也愈出色，然所须使用的马达数量就相对较多；换言之，愈精密的工业型机器人，其内建的马达数量愈多，也意味著控制器或处理器的数量将相应增加。

　　因此杨正廉表示，工业型机器人市场需求愈旺，对MCU业者来说商机也愈大；以单支机器手臂为例，其内建的控制器平均约有八成为MCU，剩下的才是MPU等高效能处理器。

　　为满足机器人马达控制应用，MCU业者除须提供易开发的嵌入式平台、设计工具及通用软体外，更要建立好MCU周边完善的通讯环境，亦即MCU须能处理各种工业通讯协议，包括控制区域网路汇流排(CANBUS)、通用序列汇流排(USB)、序列周边介面汇流排(SPI)、乙太网路、无线区域网路(Wi-Fi)、蓝牙(Bluetooth)等基本通讯。

　　另一方面，MCU运算效能亦须与时俱进。杨正廉指出，目前MCU的平均效能约介于80?100DMIPS之间，高阶MCU则上看200DMIPS，而为了助力工业型机器人的控制效能、精准度不断提升，未来MCU业者的首要开发目标是将效能提升至300?400DMIPS，同时持续优化周边元件的性能，如将类比数位转换器(ADC)从主流的12位元逐渐汰换成16位元；此外，也要戮力改善MCU对周边开发环境的IP支援。

　　值得注意的是，瞄准机器手臂马达控制应用，DSP也开始导入Cortex-M4核心。继MCU厂大举採用安谋国际(ARM)Cortex-M4核心后，亚德诺(ADI)与飞思卡尔(Freescale)等晶片业者，也竞相推出基于Cortex-M4核心的DSP解决方案，期利用ARM核心完整生态系统，加速马达系统开发商产品设计即上市时程，大举抢攻马达控制应用商机。

　　借力Cortex核心DSP商抢攻马达控制商机

　　亚德诺台湾区DSP/MCU产品技术经理郭兆桁表示，随著工业自动化逐渐往智慧自动化发展，产线上对于高效能且智慧化运作的机器人需求日益迫切，因此该公司决定採用Cortex-M4核心开发新的DSP方案，以实现更高精准度的马达控制，满足机器人智动化应用。

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