工業革命吹響號角至今，隨著技術不斷演進的發展，一切就如同世紀管理之父彼得‧杜拉克（Peter F. D rucker）所預言：「新技術將引發全面變革」，他指出：「許多新技術並非新知識，而是新認知。亦即把以往沒想過要放在一起的事物集結起來，且這些事物存在已久。」的確，二十一世紀的現在，機械已不僅僅是取代人力，而是更具智慧化來提昇產能及效率。有效的進行系統整合將是一項趨勢。而其中，掀開工業的生產鏈一探究竟，馬達控制正是肩負了這項趨勢的其中一個重要環節。

馬達控制更智慧　商機才能大無限

不論是針對工業驅動、工廠自動化、醫療設備或軍事應用，馬達的運動控制系統日益複雜，業者正積極尋求具有更佳能源效率、更多功能性（平滑性和精度等）、更小尺寸及高整合度的解決方案。因應這個趨勢，越來越多的工業應用開始採用同 步電機，如無刷直流電機（BLDC）和永磁同步電機（PMSM）。為了充份利用同步電機在效率、靜音工作和精度方面的優勢，設計人員需要更具創新性的控制方案。

「 單晶片的解決方案才是唯一的途徑。」美高森美（Microsemi）現場應用工程師陳冠志表示，為了達到複雜的電機控制演算法，需要進行硬體加速及類比電路來讀感應器資料，來決定位置和速度、檢測故障及監控溫度，以及需要數位元連接來做為與系統其餘部份的介面。若採用個別元件來設計，在可靠性、整合度和成本都是一大挑戰。Microsemi的SmartFusion混合信號FPGA可以將上述功能全部整合在單一封裝，解決這項難題。

系統晶片更高明 設計方能領先機

SmartFusion最大特色即將三項可程式元素進行整合，包含高密度FPGA架構、微控制器子系統、以及可編程類比資源。SmartFusion除了延續了已獲驗證之快閃技術為基礎的ProASIC 3 FPGA架構，並首次內嵌了適合大量通訊需求的ARMCortex-M3核心建構的微控制器子系統，及新增可程式類比區塊。其可協助馬達控制的設計人員最佳化軟體及硬體配置，以取得最佳的馬達效率和效能。

《圖一 整併再出發，Microsemi的FPGA產品將堅持提供客戶最佳的解決方案!》

此外，該公司亦針對馬達控制應用提供SmartFusion智慧型混合訊號FPGA參考設計。其透過複雜的磁場定向控制運算法，以及供額外自訂邏輯使用的充足FPGA資源和頻寬，可同步控制最多達4軸的PMSM。該設計並提供透過乙太網路與主機通訊的選項，以作為遠端監控之用，並可升級至Ethernet-based工業協定。

陳冠志進一步表示，以PMSM為例，在向量或磁場定向控制中，定子電流被控制，在任何給定時間都會與轉子磁場成90度，以獲得最大轉矩。因此，控制技術需要計算大量的向量變換，以精確判斷當前的電機狀態之外，還需執行較能減少諧波並提供效率的空間向量脈寬調變（space vector pulse-width modulation,SVPWM）。這種演算法雖可採用DSP來完成，但整個解決方案需要大量支援元件才能完成。另外一種技術是採用數位信號控制器（DSC）。雖然DSC可為設計人員提供更高的集成度，但其功能性仍然十分有限。一些更複雜的系統要求每個電機配備一個DSC，另外還需要額外的功能性。

新技術新格局　Microsemi再創新風貌

而利用SmartFusion資源來實現定向控制演算法，向量變化及逆向變換可採用軟體在嵌入式Cortex-M3上執行。或者，亦可從處理器卸載下來，採用硬體執行，以對這些功能進一步加速。當比例積分調節器、空間向量PWM和角計算等專用功能，可通過SmartFusion F PGA架構中的硬體實現方案而得到大幅加速。由此可見，要能真正大幅提高電機在轉矩、速度、馬力和效率等方面的性能，能夠因應其複雜設計而提供單晶片等級的解決方案，才是獲得最大利潤的經營方針。而這也恰好呼應了管理大師杜拉克所提倡的「新認知」。

隨著在去年11月時，Microsemi宣佈併購愛特（Actel）之際，既有合作客戶必定對原本Actel產品的服務何去何從提出了許多疑問。Microsemi公司高層在宣佈此一併購案的同時，即表示將持續保留Actel公司的全產品線。並利用該產品的顯著市場差異性的優勢，持續增長並且不斷拓展相關業務。

《圖二》