2011 年 4 月 Altera 公司
WP-01162-1.0 白皮书
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准质保一致，但是保留对产品和服务在没有事先通知时的升级变更权利。除非与 Altera 公司的书面条款完全一
致，否则 Altera 不承担由此处所述信息、产品或者服务导致的责任。 Altera 建议客户在决定购买产品或者服
务，以及确信任何公开信息之前，阅读 Altera 最新版的器件规范说明。
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采用集成 FPGA 设计流程优化
电机控制设计
本文档推荐一种设计流程，它在电机控制设计中利用了 Altera FPGA 强大的适应能力、
精度可调 DSP 以及集成系统设计工具。工业电机驱动设备的设计人员可以充分发挥这
一设计流程的性能、集成和效率优势。
引言
在工业能耗中，三分之二以上的能耗来自工业电机驱动设备，因此，在工厂费用开支
中，高效的电气特性是非常重要的因素。在电机驱动系统中采用速率可变驱动器 (VSD)
来替代传统的驱动器能够显著提高效率，能耗节省了近 40%。Altera 的 FPGA 体系结构
具有图1所示的灵活性、性能、集成以及设计流程优势，是 VSD 系统的高效平台：
■ 调整性能——通过并行处理以及灵活的功能进一步提高各种类型电机的性能和
效率。设计集成——在一片器件中集成嵌入式处理器、编码器接口、DSP 运动控
制算法以及工业网络。
■ 灵活的设计——重新使用 IP，采用精度可调 DSP 模块。在控制通路的任意部分都
可以实现定点或者浮点精度。
■ 确定性延时——在硬件中实现电机算法以及确定性操作。
图 1. 电机控制 FPGA 优化设计流程
Model
Algorithm
Matlab/Simulink
●
Model System
●
Develop
Algorithm
DSP Builder
Optimize
Implementation
●
Optimize Algorithm
●
Logic Folding
●
Floating and
Fixed Point
●
DSP Block HDL
output
SOPC Builder/Qsys
Integrate
●
System Integration
●
Embedded
Processors
●
Networking and
Interface IP
Compile
Design
●
HDL Synthesis
●
Fitting
●
Program File
Generation
Quartus II
FPGA
Chip
Placement
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