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摘要
      由于半導體與光電產業對生產技術高速、多軸與高精確度的需求，生產機臺或檢測機臺中使用的運動控制硬件控制卡越來越向精確時程控制的目標發展，本文將針對新應用趨勢的『程序運動』技術及『絕對同步』運動控制技術做概念性的介紹，并且與讀者分享在產業上的應用案例。
 
 一、前言
        在大多數制造業的生產流程中，運動控制占有非常重要的地位，很多的機器、設備，包含半導體或是光電產業設備，或者是傳統機械產業的車床、銑床、CNC整合加工機具等，都包含運動控制的模塊。

        在PC采取開放式架構以及價格優勢下，一些專業領域的專家，開發了很多能在PC-based上應用的控制卡，希望能為PC-based用戶提供解決性方案。而近年來，由于影像視覺的辨識技術逐漸成熟，運動視覺解決方案對搭配運動控制技術的需求也越來越明顯。這些技術的進步促使整個工業產業的應用層面更為豐富。更多的設備開發商，可以選擇使用開放架構的PC和操作系統作為控制用的平臺，也因此更多的核心開發技術可以掌握在開發者手中，再加上價格優于其它解決方案，因此具備了很強的競爭優勢。

        在運動控制方面，大致可以歸納出幾項運動所需要的控制軌跡：
(1) 點對點運動(Point-to-Point)：單軸的運用，通過運動控制卡的指令集，控制單軸由A點運動到B點，所以又稱為點對點運動。

(2) 補間運動(Interpolation)：補間運動通常可以分為線性補間及圓弧補間運動。線性通常可以由兩軸以上構成，而圓弧補間運動則由兩軸構成，形成一個多維或二維的運動軌跡。通常補間運動可以用于連續軌跡的運動控制，例如雕刻或是鞋模等等。補間運動的解析決定了軌跡運動的控制精度。

(3) 螺線型運動：由二維的圓弧運動和垂直軸的線性運動組合而成，多用于工具機的應用中。

(4) 多軸同時運動或是同時停止：控制兩個以上的運動軸做PTP的同時運動，或是同時停止。

(5) 同步運動控制：通過運動控制卡的絕對同步性，可以使多軸的運動依照一定的時間順序準確控制，也可以通過條件設定使得軸與軸之間可以依據相互關系而運動。通常這種方式的控制必須采用串行式的運動控制器才能達成，由于串行式控制器與馬達驅動器有特定的通信協議，彼此之間可以依據運作的時鐘，來實現絕對運動的控制。本文即是與讀者分享由同步運動所發展的程序運動控制的技術。

        
        非串行式運動控制器                         串行式運動控制器

二、目前現有的運動控制解決方案

控制核心技術
ASIC-based
        ASIC為Application Specific Integrated Circuit，特殊用途集成電路或專用集成電路。許多運動控制器會采用具有運動功能的ASIC，來達到低端或是高端的運動控制。通常ASIC已經由芯片開發廠商經過一連串測試與市場洗煉，所以穩定度與功能的驗證度高，整體的指令集執行速度快，但是，缺乏可程序化能力，所以相較于DSP的運動控制卡，無擴充能力，亦無法實現絕對同步的運動控制。ASIC-based的運動控制一般適合用于步進馬達、線性馬達及伺服馬達等的異步運動軌跡控制。

DSP-based
       近年來，由于伺服控制有實時性(Real Time)的需求，在精準時間控制的要求下，一般都采用速度較快的DSP，也有采用RISC或是一般CPU來完成的。使用高速的DSP通常會搭配高速的內存，而采用DSP的運動控制卡，由于具有可程序化的能力，所以一般使用者可以下載部分過程控制碼在DSP內部執行，這樣的優點在于整個控制程序享有實時性(Real Time)的特點。