技术干货｜高度集成的嵌入式处理器如何推动工业机器人的发展

随着半导体技术的进步，以及对更智能、更安全和更高效系统的需求不断增长，工业机器人最近几年经历了一场显著的变革。这场变革的核心是使用先进的嵌入式处理器，这种处理器采用片上系统 (SoC) 架构，集成了包括外设和硬件加速器在内的各种元件。这些处理器在增强工业机器人的功能方面发挥着至关重要的作用，使它们能够精准、快速和可靠地执行任务。本文中，我们将深入探讨高度集成的嵌入式处理器在推动工业机器人发展方面发挥的作用。

工业机器人是指在工业环境中用于执行各种任务的自动化机器，如铰接式机械臂（图 1）等。这些机器人执行的任务范围非常广，从简单的装配操作到焊接、喷漆和物料处理等复杂的制造过程。

嵌入式处理器用于控制机械臂和传动器的运动，处理来自各种传感器的数据以及根据环境反馈做出实时决策。它们使机器人能够更精准、更高效、更自主地执行任务，从而提高生产力并减少工业过程中对人工干预的需求。

德州仪器的 AM68A、AM69A、TDA4VM、TDA4VH-Q1 等高度集成的嵌入式处理器通常将各种元件组合到一个芯片中，这些元件包括中央处理单元 (CPU)、片上存储器、输入/输出 (I/O) 接口、专用硬件加速器和视觉处理器。这些器件旨在处理各种任务，包括运动控制、传感器数据处理、通信和实时决策。

与分立式方案相比，更高的集成度可提高嵌入式处理器的能效并减少热量散发，这也是工业应用中的一项关键因素。机器人计算模块的功耗更低，意味着可以将功率分配给其他运行关键型系统，或者可以完全降低整体功耗，从而提高机器人的能效。此外，具有高级电源管理功能的嵌入式处理器有助于延长电池供电机器人的电池寿命。

最后，集成有助于简化整体系统设计，使其更易于与其他系统一同安装到机器人中。这可以缩短元件之间的数据传输时间，从而提高性能，因为机器人内元件之间的距离越近，越会减少所需的布线量，从而降低系统成本和重量。

德州仪器作为一家先进的芯片供应商，面向工业机器人应用提供高度集成的嵌入式处理器。我们的产品系列提供品类齐全、专为满足工业自动化的严苛要求而设计的嵌入式处理器。我们的处理器旨在满足客户在各种工业环境中对系统的性能、功耗和安全性需求。

结合利用开源软件（可在 TI 开发人员专区获得）以及由硬件和软件第三方合作伙伴构成的广泛生态系统时，这些器件有助于简化设计流程，从而推动创新并加速机器人在工业环境中的应用。

随着机器人日益智能化和自主化，以及能够更可靠地与人类操作员协作，工业机器人中高度集成的嵌入式处理器的使用预计将继续增长。这个领域未来的发展有可能专注于进一步改进嵌入式处理器的性能、功效和安全性，以及将诸如人工智能和机器学习等新技术集成到更多的机器人控制系统中。

随着持续创新和进步，高度集成的嵌入式处理器将在塑造工业机器人未来方面发挥至关重要的作用。