智能工业促使芯片变革

　　第二是生产力的提升。包括可靠度和稳定度的提升。如何提高产品生产线的效率，降低故障时间，以及包括操作员受伤或者影响整个操作过程顺利的因素都能被排除。

　　第三是现在热门的互联网应用在工厂自动化的部分。这里重要的环节就是以太网是否是安全的，也就是所有的资料具有加密性。

　　图4是整个工厂自动化的一个典型的系统架构图，从上方可见的第一个部分是PAC，通常会带有运动控制的部分，属于中高端产品。另一部分是中低端产品，通常HMI(人机界面)和PLC(可编程逻辑控制器)是分离的，并不是支持运动控制的功能。Fieldbus(现场总线)连接以太网或者其他传统的连接方式，来连接从站的部分。从站部分主要是多轴的伺服驱动，从图4中可以看到三轴和单轴的伺服驱动，加上一些I/O开关。

　　由从站跟主站的结合，可以集成机械手臂或者是工具机具，就组成了企业型的以太网。企业型的以太网连接着工厂与办公大楼的部分，需要可靠、稳定，即所谓冗余、不丢包的安全以太网。

　　FPGA是工业控制的一种新选择

　　应用于智能工业中的芯片必须具备多个条件：灵活性;能做到市场的差异化;另外要能使整个系统的成本降低，开发时间缩短。另外，开发工具是不是符合功能安全、可靠度、稳定度。最后一个很重要的因素是芯片的供应时间是不是可以长达15年，因为通常传统生产线的工厂自动化的产品生命周期通常需要10年以上的时间。

　　传统的机器人通常是价格昂贵的工控机，或由X86英特尔四核CPU去控制的。市场上没有单芯片就可以控制机器人的设备。Altera亚太区工业业务部市场开发首席经理江允贵称，Altera提出了Cyclone V SoC的单芯片解决方案。

　　当然，传统型的单轴伺服驱动，主要是DSP加上FPGA。但是未来，一旦主流是多轴并且低成本产品，例如三轴或以上，单芯片的Cyclone V SoC就更方便。

　　当前，PLC在国内市场一直都是欧美日几个大厂占据大多数的市场。国内的企业通常是小型的PLC机。小型PLC支持到200个I/O以下，功能简单。但本土企业也希望做多功能的PLC，以提高竞争力，例如国内的一些客户目前想要把HMI集成进PLC，把它的产品定位从低端往中高端移动。

　　为了帮助国内客户设计，芯片厂商通常提供一些算法，例如Altera不仅提供多种马达控制器，还提供FFT振动抑制算法，适用于多轴伺服，“除了我们，目前亚太区没有一家厂商向客户提供这种在线式的振动抑制算法”，Altera的江允贵指出。“尽管日本或者欧洲有这种功能，但是实现方式我们并不清楚，可能是用专用芯片。但我们现在做出来了，用FPGA实现。”

　　机器人的安全性、可靠性也很重要。不过，除了FPGA以外，还有其他的器件也需要安全，例如电源控制是不是安全，还有电机里面的材料是不是可靠。