结合DSP和微控制器特性、用于电机控制的单片处理器

这些功能。

早期的洗衣机采用一种机械传动方式，为不同的洗涤周期提供不同的滚桶速度搅动程度，以及有效脱水所需的高速滚桶速度。传动方式允许只用单个无电子控制AC电机实现洗衣机的功能，但成本较高且可靠性差。

最新型的洗衣机则没有采用传动工作方式，因为采用复杂DSP或微控制器(MCU)对低成本AC感应或开关磁阻电机进行控制，可提供所有标准的洗涤周期。此外，电气控制的感应或开关-磁阻电机使搅动周期更为高效和柔和，不仅可以降低能耗，而且减小了衣物的磨损。脱水旋转周期可通过电子控制达到超出以往的高速度，从而脱去更多的水并缩短甩干时间。更为有效的周期意味着洗涤时间更短、用水更少且所需的洗涤剂也更少。

电冰箱也同样从电子控制中获益。例如，为了消除冰箱压缩机周期性地起动和停止(这需要较高的启动转矩)的现象，一种带有小型电机的小型压缩机可连续低速运行，并调整其转矩以保持冰箱内所需的温度，而无需重复地起动和停止。因此，可降低压缩机的功率要求和整体运行成本。

对电器而言，改进型控制器的成本逐年减少，很容易降低复杂电子控制的成本。以洗衣机为例，有效的控制估计可节约高达50%的用电和用水，且不包括洗涤剂及加热时所节省的煤气等能源。

AC感应和开关磁阻电机的速度和转矩控制，在用于诸如磨床、车床和钻孔机等机械加工应用中，可将工具速度控制及灵活性提高到前所未有的水平，同时降低机械的复杂度和机械成本。

早期的机械加工工具没有电子控制装置，需要传动带和滑轮、齿轮传动装置、机械减速器和其它控制AC电机速度的装置。这些复杂的机械设备不仅增加了加工的成本，降低了可靠性，而且加工速度的精度也不如数字控制方法高。加工速度与加工方法和材料有关。

复杂电机控制无需机械驱动控制系统，可减轻重量，并且降低了加工制造和运输成本。机械部件越少，可靠性越高，从而减少维护成本。

基于DSP的电机控制使至今为止无法实现的加工变为现实。具有动态控制切割速率的工具，能够根据加工时转矩的反馈进行自动调节。

在交通方面，汽车、公交车和卡车已成为DSP应用的重要目标，通常用来控制新车型中的各种电子系统。为电机控制而设计的DSP适用于驱动火车和电力机车、车体控制及安全系统，如反抱死制动系统、牵引和悬架系统以及最新的夜视和防冲撞系统。总的来说，这些应用覆盖了近90%的汽车半导体市场。

系统设计者目前面临多种控制器选择，选用微控制器还是DSP是一个很棘手的问题。两种控制器都具有广泛的应用灵活性。在控制电机速度或位移的应用中，MCU通常仍是开环(无反馈)系统或电机闭环反馈系统的最佳选择，具有很高的性价比。但是，如果受控电机转速很高，并有许多线圈，且用于连续转矩系统，或者需要额外的MCU或微处理器来控制系统运行，那么基于DSP的控制器则是最佳选择。同样，在电机转速非常高，或者必须采用闭环算法对电机进行严格控制的情况下，如高速开关磁阻或低速牵引电机，基于DSP的控制器也是最佳解决方案。

DSP和微控制器相结合的内核架构

一般而言，DSP是为有效地执行信号处理算法而设计，在开发良好的DSP架构和良好的微处理器架构之间，经常需要进行折衷。许多DSP系统既采用了DSP，又采用了微控制器，DSP用于满足计算要求，微控制器用来满足功能要求。额外的芯片会大大增加最终产品的材料成本，于是在一块芯片上集成两种芯片的功能，在成本和开发时间上都极具吸引力。

将DSP的性能和微控制器的主要功能结合起来是一项重大课题。摩托罗拉通过创建一种新的DSP架构解决了这一课题。这种新的架构采用高效的微控制器代码和编译器性能，既适用于通用的DSP算法又能实现高性能控制。如图所示，这种架构将DSP功能和许多微控制器特性集成在一起，可进行电机控制和全面的系统控制。

基于DSP56800内核的电机控制产品系列包含以下结构特征：

1. 工作于4.57V至5.5V、时钟频率为80MHz时，处理速度为40MIPS；

2. 采用哈佛架构，可处理大量通信数据；

3. 具有DSP寻址模式的并行指令集；

4. 周期16×16位并行乘法器-累加器(MAC)；

5. 2×36位累加器，包含扩展位；

6. 单周期16位并行移位器；

7. 硬件DO和REP循环；

8. 3条16位内核数据总线和3条16位内部地址总线；

9. 1条16位外部接口数据总线；

10. 支持DSP和控制器功能的指令集；

11. 控制器类型的寻址模式和可减小代码规模的指令；

12. C 编译器和支持局部变量；

13. 软件子程序和无限嵌套深度的中断堆栈。

DSP56800内核是一种可编程的CMOS 16位定点DSP，专为实时数字信号处理&s earch=1" target="_blank">DSP56800内核是一种可编程的CMOS 16位定点DSP，专为实时数字信号处理&s earch=1" target="_blank">数字信号处理和通用计算而设计。该内核由4个并行工