芯片处理特点和提高电机速度

对常用的处理器芯片进行分类，有一个明显的特点：CPU&GPU需要软件支持，而FPGA&ASIC则是软硬件一体的架构，软件就是硬件。这个特点是处理器芯片中最重要的一个特征。从两个角度来看：从ASIC->CPU的方向，沿着这个方向芯片的易用性越来越强。

CPU&GPU的编程需要编译系统的支持，编译系统的作用是把高级软件语言翻译成机器可以识别的指令（也叫机器语言）。高级语言带来了极大的便利性和易用性，因此用CPU&GPU实现同等功能的软件开发周期要远低于FPGA&ASIC芯片。沿着CPU->ASIC的方向，芯片中晶体管的效率越来越高。因为FPGA&ASIC等芯片实现的算法直接用晶体管门电路实现，比起指令系统，算法直接建筑在物理结构之上，没有中间层次，因此晶体管的效率最高。本质上软件的操作对象是指令，而CPU&GPU则扮演高速执行指令的角色。指令的存在将程序执行变成了软件和硬件两部分，指令的存在也决定了各种处理器芯片的一些完全不同的特点以及各自的优劣势。

存在指令系统的处理器芯片CPU&GPU不存在利用率的情况。它们执行指令的过程是不断从存储器读入指令，然后由执行器执行。由于存储器相对于每条指令所占用的空间几乎是无限的，即使算法再庞大也不存在存储器空间不够，无法把算法读入的情况。而且计算机系统还可以外挂硬盘等扩展存储，通过把暂时不执行的算法切换到硬盘保存更增加了指令存储的空间。

处理器芯片各自长期发展的过程中，形成了一些使用和市场上鲜明的特点。CPU&GPU领域存在大量的开源软件和应用软件，任何新的技术首先会用CPU实现算法，因此CPU编程的资源丰富而且容易获得，开发成本低而开发周期，而FPGA&ASIC编程需要的资源通常很难获得，周期和费用也多。

在调试步进电机的时候，时常会产生这样一个困扰：为什么我的步进电机转起来转速那么慢，怎么才能提高转速。提高步进电机的转速方法确定的依据：步进电机转速。电机运行转速（r/s）=脉冲频率（电机每转整部数*细分数）。V(r/s)是步进电机的实际转速，单位是转/分；P是上位机发送脉冲的频率，θ是步进电机固有的角度，比如0.9°，1.8°；m是细分系数。比如，有一个步进电机，θ=1.8°，细分m=10，上位机发送脉冲频率为10KHz。那么步进电机的转速为：V=10000*1.8/360/10=5rpm，就是说步进电机每一分钟转5圈，这样子的话，步进电机转的就很慢。

如果想要提高转速，有两个方法：提高脉冲频率，比如把脉冲频率搞到100KHz，那么转速等于50rpm，转速提高了十倍，如果您采用的是PLC脉冲输出控制步进电机的话，那么要看PLC脉冲输出频率的最大值是多少，如亿维PLC，就可支持20KHz、200KHz及500KHz的高速脉冲输出，可提供更高的转速；减小细分系数m，比如把m减到5，那么转速等于10rpm。注意：在可以提高脉冲频率的情况下，尽量不要减小m值；步进电机的转速最好不要大于600rpm。