基于京微雅格CME-M7的智能機器人控制系統設計與實(shí)現

　　1 前言

　　新的科技與技術(shù)已經(jīng)讓現階段工業(yè)機器人實(shí)現高精確度的水平。機器人的應用越來(lái)越廣泛，需求越來(lái)越大，其技術(shù)研究與發(fā)展越來(lái)越深入，這將提高工業(yè)生產(chǎn)率與產(chǎn)品質(zhì)量，為社會(huì )創(chuàng )造巨大的財富。工業(yè)機器人的發(fā)展歷史工業(yè)機器人誕生于 20 世紀 60 年代， 20 世紀 90 年代得到迅速發(fā)展，現階段最先進(jìn)產(chǎn)業(yè)化的機器人是綜合了計算機、控制論、機構學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當代研究十分活躍，應用日益廣泛的技術(shù)領(lǐng)域。它是為了適應制造業(yè)規?；a(chǎn)，解決單調、重復的體力勞動(dòng)和提高生產(chǎn)質(zhì)量而代替人工作業(yè)而產(chǎn)生的。在我國工業(yè)機器人發(fā)展從初步使用階段到目前自主開(kāi)發(fā)階段的轉變，促進(jìn)了我國制造業(yè)，勘探業(yè)等行業(yè)的發(fā)展。故工業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展極為蓬勃與積極。

　　工業(yè)機器人是由操作機(機械本體) 、控制器、伺服驅動(dòng)系統和檢測傳感裝置構成;是一種仿人操作、自動(dòng)控制、可重復編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設備。

　　京微雅格首創(chuàng )研發(fā)并已開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化的集FPGA/CPU/SRAM/ASIC/ADC/Flash為一體的“可定制可重構可編程”多功能高性能低成本可配置應用平臺(CAP),在經(jīng)濟建設的各個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應用，被譽(yù)為多種行業(yè)的“萬(wàn)能芯片”，完全符合工業(yè)機器人行業(yè)新的發(fā)展趨勢。

　　又當CME 所獨創(chuàng )的可配制應用平臺(CAP)來(lái)成為控制核心，可提供工業(yè)機器人等這類(lèi)需要多品種，變化大，又批量的可重復編程應用領(lǐng)域需求。

　　CAP架構于此平臺上后可使工業(yè)機器人技術(shù)可實(shí)現于計算機、控制論、機構學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)運算控制?？蓱獙Νh(huán)境狀態(tài)的快速反應和分析判斷能力，又可使機器持續工作、高精確度、強化抗惡劣環(huán)境的能力，從而達到上述要求的優(yōu)點(diǎn)。

　　機器人技術(shù)是融合了許多學(xué)科的知識，國內已廣泛把機器人制作比賽作為創(chuàng )新教育的戰略性手段。”大學(xué)生機器人大賽”、“機器人相撲大會(huì )”、“機器人足球賽”等各種類(lèi)型的機器人制作比賽，培養學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng )造能力、合作能力和進(jìn)取精神，同時(shí)也普及智能機器人的知識。提升學(xué)生的開(kāi)發(fā)技能水平,亦不乏眾多科技界人士參與學(xué)習與研究開(kāi)發(fā)。

　　基于CME的可配制應用平臺(CAP)設計的機器人，實(shí)現了機器人的基本動(dòng)作、路徑跟蹤、自動(dòng)糾偏、拍攝影像、分析對象、探測環(huán)境、實(shí)時(shí)顯示距離等高階功能。

　　CME-M7可配制應用平臺(CAP)是一款集成了更高級MCU內核和高性能FPGA的智能型芯片，通過(guò)將FPGA、CPU、SRAM、ASIC、Flash、ADC、LVDS、高速PHY以及模擬單元等功能模塊集成在單一芯片上，CME-M7能夠滿(mǎn)足不同應用場(chǎng)合的“可定制可重構可編程”設計需求，實(shí)現了FPGA的SoC化。

　　CME-M7的FPGA部分采用高達12K容量的新型LP (Logic Parcel，邏輯包)結構，優(yōu)化了FPGA與高級MCU內核的通信接口，客戶(hù)可根據設計需求在FPGA上實(shí)現不同類(lèi)型接口。同時(shí)，CME-M7的高級MCU內核結構基于FPGA應用也進(jìn)行了優(yōu)化，數據與程序空間均動(dòng)態(tài)可調。

　　利用FPGA和CPU可定制可編程可擦寫(xiě)可重構的優(yōu)勢，實(shí)現一款核心產(chǎn)品同時(shí)滿(mǎn)足不同行業(yè)應用，同類(lèi)產(chǎn)品之間的差異化設計以提高競爭優(yōu)勢。