20世紀90年代以來，數(shù)字信號處理器（DSP）在自動控制中得到越來越廣泛的應用。這主要是因為它具有以下優(yōu)點：（1）并行體系結(jié)構(gòu)和專用的硬件乘法器使得DSP運算能力極強；（2）高速特性使得DSP能實現(xiàn)實時處理和實時控制。

　　據(jù)調(diào)查，目前將DSP應用于機器人控制系統(tǒng)的方案，通常是將機器人位置控制中運動學計算任務交給PC機完成，PC機將計算結(jié)果（機器人各關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)角）到以DSP芯片為的電機控制器，實現(xiàn)機器人控制[2]。本文提出將機器人運動學計算任務直接交給DSP的控制方案，利用DSP的并行性計算特點，提高了計算速度，縮小了控制系統(tǒng)的體積。仿真結(jié)果表明，該方案計算和實時性都較好。

　　機器人（Robot）是自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。它的任務是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險的工作。

　　機器人能力的評價標準包括：智能，指感覺和感知，包括記憶、運算、比較、鑒別、判斷、決策、學習和邏輯推理等；機能，指變通性、通用性或空間占有性等；物理能，指力、速度、連續(xù)運行能力、可靠性、聯(lián)用性、壽命等。因此，可以說機器人是具有生物功能的實際空間運行工具。

　　1 TMS320F206 DSP結(jié)構(gòu)特點

　　數(shù)字信號處理（Digital Signal Processing，簡稱DSP）是一門涉及許多學科而又廣泛應用于許多領(lǐng)域的新興學科。20世紀60年代以來，隨著計算機和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理技術(shù)應運而生并得到迅速的發(fā)展。數(shù)字信號處理是一種通過使用數(shù)學技巧執(zhí)行轉(zhuǎn)換或提取信息，來處理現(xiàn)實信號的方法，這些信號由數(shù)字序列表示。在過去的二十多年時間里，數(shù)字信號處理已經(jīng)在通信等領(lǐng)域得到極為廣泛的應用。德州儀器、Freescale等半導體廠商在這一領(lǐng)域擁有很強的實力。

　　TMS320F206DSP基本結(jié)構(gòu)特點包括：①哈佛結(jié)構(gòu)；②流水線操作；③專用的硬件乘法器；④特殊的DSP指令；⑤快速的指令周期（25ns）；⑥芯片內(nèi)部集成了4.5KRAM和32K FLASH RAM,大多數(shù)程序及數(shù)據(jù)可存放在DSP芯片內(nèi)。這些特點使得該芯片可以實現(xiàn)快速的DSP計算，并能使大部分運算能夠在一個指令周期內(nèi)完成。TMS320F206的并行性表現(xiàn)在以下兩方面：

　?。?）哈佛結(jié)構(gòu)是不同于傳統(tǒng)的馮諾曼結(jié)構(gòu)的并行體系結(jié)構(gòu)，其主要特點是將程序和數(shù)據(jù)存儲在不同的存儲空間，因此取指令和執(zhí)行能完全重疊運行。

　　（2）DSP芯片廣泛采用流水線以減少指令執(zhí)行時間。指令流水線由一系列總線操作組成。TMS320F206流水線具有4個獨立的操作階段：取指令、譯碼、取操作數(shù)和執(zhí)行，如圖1所示。由于4個操作階段是獨立的，因此，這些操作可交疊地進行。