机器手臂日益受到重视，微控制器MCU亦跟着受惠

2023-02-27 来源：

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机器手臂已开始在智慧工厂的产线上发挥重要功能，其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；而随着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)，亦可望跟着受惠。

工业型机器人应用前景看好，因此在机器人马达控制中担当重任的MCU将可明显受惠。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。

在多种控制器或处理器中，又以MCU的市场前景最为可期。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将最直接受惠。

据了解，机器人系统的自由度(Degrees of Freedom，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，也意味着控制器或处理器的数量将相应增加。因此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(CAN BUS)、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。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，也要戮力改善对周边开发环境的IP支援。