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数控技术与产业发展途径探讨 点击:1068 | 回复:59



您身边的伺服专家

    
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发表于:2011-03-18 13:53:44
楼主

【版主按】:google一下原帖,发现原文出自清华大学周凯教授手笔,由于楼主未经原文作者允许,擅自转载,且未注明出处,故做全文删除处置!有对原文感兴趣的网友可参见:http://www.st35.com/article/likelunwen/qitalike/2174.html

令,goolge结果表明原文已被各色论文网大量引用,无非是想骗取想拿克莱登大学文凭的懒人嘴里的白来之食,悲夫!

 

不过,原文标题却是个不错的坑,愿者上钩,想填无妨来填两下。




minority

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发表于:2011-03-27 13:22:19
41楼

就运算能力而言,X86做数控肯定是没有任何问题的,在如今的处理器市场上,比X86运算能力更强的也就只有IBM的power系列了。

操作系统现在也不是什么问题,如波恩所说,现在能够在windows上将运控的刷新周期做到100us。linux更没问题。

西门子的840D的NCU应该是直接做在X86上的,没有操作系统,或者是一个其自己开发的小型实时操作系统。而那些FPGA或者ASIC芯片,我觉得应该是做一些其他功能的,如通信等。让FPGA去做大量的浮点计算,肯定是做不到的。

还是前面那句话,现在用PC做数控的硬件和软件条件都已经很成熟了,但还没有得到广泛普遍的应用。

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发表于:2011-03-27 15:14:36
42楼

刷新周期做到100us, 不一定是操作系统的任务调度做到100us!

在实时操作系统同可以通过定时器中断完成100us刷新, 但合理的系统架构不应该这样来做!

西门子的840是windows + linux的, 内核是linux的, HMI是windows的, 两个操作系统通过消息机制传输信息!运动控制部分是FPGA或者ASIC来完成的。

 

在复杂的嵌入式系统中, 没有用一个MCU来完成所有的功能的。

这个主要涉及到系统架构, 大公司开发一个产品都会考虑到客维护性和扩展性!就像搭积木, 每一个模块都是可扩展、可替换、可维护的, 这样新产品研发的时候, 只需要在原来的产品上进行裁减或者完善就行了!

只有小公司才在这些方面考虑的少点, 做出一款算一款!

 

 

 

 

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发表于:2011-03-27 15:21:27
43楼

FPGA做浮点运算的问题, 国内在这个方面研发是不行, 但是我相信西门子能搞定。英飞凌原来都是西门子的, C161 C165 等运动控制芯片功能都很强, 芯片都可以搞定, 西门子做这些东西技术上没有难度!

为什么会有FPGA, 而不是全部采用ASIC芯片, 可能还是涉及到量的问题, 用量小的就用FPGA, 用量大的就用ASIC了。

 

 

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发表于:2011-03-27 15:34:45
44楼

我个人认为, 严格的来说, PC只是嵌入式产品的一个特例!

象西门子这样的嵌入式系统架构, 只是把你用PC实现所应用到的功能裁减并整合, 如果你把他的特征和PC对照, 基本特征差别不大!

用PC做数控的软件和硬件, 最终还是要通过PCI或者其他总线方式扩展运动控制卡, 从成本上来说, 应该是高了!

 

建议了解一下嵌入式系统构建!



minority

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发表于:2011-03-27 19:38:41
45楼

西门子的840是windows + linux的, 内核是linux的, HMI是windows的, 两个操作系统通过消息机制传输信息!运动控制部分是FPGA或者ASIC来完成的。

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这些信息在哪里有介绍,我还没看到过。

minority

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发表于:2011-03-27 19:41:23
46楼

FPGA做浮点运算的问题, 国内在这个方面研发是不行, 但是我相信西门子能搞定。英飞凌原来都是西门子的, C161 C165 等运动控制芯片功能都很强, 芯片都可以搞定, 西门子做这些东西技术上没有难度!

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西门子为什么不用已有的高性能的X86处理器,却非要用FPGA来做浮点运算呢?

minority

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发表于:2011-03-27 19:52:15
47楼

用PC做数控的软件和硬件, 最终还是要通过PCI或者其他总线方式扩展运动控制卡, 从成本上来说, 应该是高了!

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根据在网上能查到的资料,欧系的CNC基本上都是用通用处理器来做运控的。

只要运算能力和实时性满足要求,用纯软件做运控比用运动卡制卡的方式要好的多,而现在的处理器和操作系统就能够满足这两项要求。

波恩

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发表于:2011-03-27 20:07:06
48楼

看来这个论题已转化为数控系统软硬件支撑平台的体系之争了!

 

以DeltaTau的Power PMAC为例,其采用单一Power PC(是否为多核不详)为CPU,以Linux为操作系统,以Xenomai为实时内核,构建了功能复杂的多轴运动控制器。

 

以KND的1000系列NC为例,也是采用单一ARM926(早期用的是凌云的产品)为 CPU构建了完整的数控功能,其上的FPGA充其量也就完成了接口功能,除非把所谓的硬件精插补器也计入,不会涉及数控的任何核心功能。

minority

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发表于:2011-03-27 20:31:05
49楼

差了一下Power PMAC的信息,感觉有些另类。

既然要用运动控制卡,多半都是看重他简单快速,Power PMAC的功能是很强,但如果一个控制系统需要如此复杂的控制功能,为什么要使用控制卡这种不是完全可控的部件呢。

对运动控制卡不是很熟悉,说得不对的地方还望大家指出。

波恩

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发表于:2011-03-27 21:08:59
50楼

Power PMAC 更像一个运动控制器,而不仅仅是经典意义上的运控卡。个人看法!

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发表于:2011-03-27 22:18:08
51楼
引用minority 的回复内容:

西门子的840是windows + linux的, 内核是linux的, HMI是windows的, 两个操作系统通过消息机制传输信息!运动控制部分是FPGA或者ASIC来完成的。

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这些信息在哪里有介绍,我还没看到过。




我原来的同事是做这些东西的, 呵呵

所以略知一二

北京老周

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发表于:2011-03-28 11:01:07
53楼

专用ASIC实现优点如下:

1. 保密性(tapeout一颗先进工艺芯片0.13到少要上百万$,这是小公司做不了的.也只有有实力的大公司西门子,fanuc这种规模可以做)

2. 实时性,专用ASIC,可以将算法优化,并行运算,hardwire方式实现一些算法.如sin/cos 双精度,用普通处理器需要几万条指令完成,但用硬件hardwire方式,可以提高效率几十倍,几百倍. 这也就是专用ASIC(DSP)的优势.

3. 集成度,可以将算法与接口集成到一起,提高因外部连接产生的延迟.体积也会小,散热较好. 你不会希望电机驱动器中装只工控主板吧. 这也是产品专有化的好处.

4.关于FPGA浮点运算,这是没问题的. 只是 效率与成本还是较高.

3.

 

stone87439312

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发表于:2011-03-28 11:44:30
54楼

我们用X86单CPU+LINUX+RTAI 

125us插补周期,五轴机床跑的欢欢的。。。。。 

minority

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发表于:2011-03-28 12:26:18
55楼

朋友,不要崇拜国外的产品,静下来心来好好想想,别人也是人,为啥自己开发不了那么质量性能稳定,技术优越的数控产品?我们中国人要自强,不要一听说日本核泄漏不加思索就赶快去抢盐,种种迹象表明中国人没有头脑,贪生怕死,虚伪;愈是有文化愈是年轻人就越没有头脑愈贪生怕死,虚伪,从这次抢盐风可以清楚的明白,六十年代以前出生的,没有太多文化的头脑愈是清醒,愈镇定,所以,我做为中国人感到悲哀啊!

天天谈所谓高端技术,天夸奖国外产品好,做为一个中国人现在主要的是要先确定自己的正确人生观与目标啊!

在现在的中国人有知识就等于愚昧,有文化就等于愚蠢,因为现在所谓的中国人把知识与文化而没有用在刀口上,而是用在跟风与随风漂流啊。
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大家都对外国的技术进行盲目崇拜吗?没看到。

大家只是把自己的知道的一些东西和想法说出来(不管是对还是错),做一下交流。没看到有哪个人专门的说某个系统特别好的。

数控系统这个领域,国外的系统就是走在我们前面。去学习他们的东西又有什么问题呢。有交流才有进步,难道,每个人都埋头去钻研自己那一小摊东西,不管外面的任何变化,这样就能做出领先世界的产品吗。

至于你对中国人的人性的评价,我觉得你太激动了。这些问题不是这么三言两语就能说明白的。这个问题很难说的清楚。

minority

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发表于:2011-03-28 12:42:15
56楼

专用ASIC实现优点如下:

1. 保密性(tapeout一颗先进工艺芯片0.13到少要上百万$,这是小公司做不了的.也只有有实力的大公司西门子,fanuc这种规模可以做)

2. 实时性,专用ASIC,可以将算法优化,并行运算,hardwire方式实现一些算法.如sin/cos 双精度,用普通处理器需要几万条指令完成,但用硬件hardwire方式,可以提高效率几十倍,几百倍. 这也就是专用ASIC(DSP)的优势.

3. 集成度,可以将算法与接口集成到一起,提高因外部连接产生的延迟.体积也会小,散热较好. 你不会希望电机驱动器中装只工控主板吧. 这也是产品专有化的好处.

4.关于FPGA浮点运算,这是没问题的. 只是 效率与成本还是较高.
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这些优点确实都存在,但是,如果是一个通用处理就能完成的工作,为什么还要分到这么多的地方去做呢。

minority

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发表于:2011-03-28 12:46:54
57楼

我们用X86单CPU+LINUX+RTAI

125us插补周期,五轴机床跑的欢欢的。。。。。
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LINUX+RTAI 的实时性和可靠性肯定是没有问题的。但Linux的软件生态环境还不是太好,开发环境不友好,懂得人少,难以招到人,出现什么问题可以求助的途径也不多。

如果你们都很精通Linux的话,我想还是没问题的。

波恩

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发表于:2011-03-28 12:59:02
58楼
引用stone87439312 的回复内容:

我们用X86单CPU+LINUX+RTAI 

125us插补周期,五轴机床跑的欢欢的。。。。。 


华中从开始做数控之日起,走的就是x86的PC化方案!


不知现在5轴系统一年有多少出货?累计出货有多少?

stone87439312

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发表于:2011-03-28 18:40:16
59楼
不好意思,市场方面的数据我不清楚

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