摘要
      由于半导体与光电产业对生产技术高速、多轴与高精确度的需求，生产机台或检测机台中使用的运动控制硬件控制卡越来越向精确时程控制的目标发展，本文将针对新应用趋势的『程序运动』技术及『绝对同步』运动控制技术做概念性的介绍，并且与读者分享在产业上的应用案例。
 
 一、前言
        在大多数制造业的生产流程中，运动控制占有非常重要的地位，很多的机器、设备，包含半导体或是光电产业设备，或者是传统机械产业的车床、铣床、CNC整合加工机具等，都包含运动控制的模块。

        在PC采取开放式架构以及价格优势下，一些专业领域的专家，开发了很多能在PC-based上应用的控制卡，希望能为PC-based用户提供解决性方案。而近年来，由于影像视觉的辨识技术逐渐成熟，运动视觉解决方案对搭配运动控制技术的需求也越来越明显。这些技术的进步促使整个工业产业的应用层面更为丰富。更多的设备开发商，可以选择使用开放架构的PC和操作系统作为控制用的平台，也因此更多的核心开发技术可以掌握在开发者手中，再加上价格优于其它解决方案，因此具备了很强的竞争优势。

        在运动控制方面，大致可以归纳出几项运动所需要的控制轨迹：
(1) 点对点运动(Point-to-Point)：单轴的运用，通过运动控制卡的指令集，控制单轴由A点运动到B点，所以又称为点对点运动。

(2) 补间运动(Interpolation)：补间运动通常可以分为线性补间及圆弧补间运动。线性通常可以由两轴以上构成，而圆弧补间运动则由两轴构成，形成一个多维或二维的运动轨迹。通常补间运动可以用于连续轨迹的运动控制，例如雕刻或是鞋模等等。补间运动的解析决定了轨迹运动的控制精度。

(3) 螺线型运动：由二维的圆弧运动和垂直轴的线性运动组合而成，多用于工具机的应用中。

(4) 多轴同时运动或是同时停止：控制两个以上的运动轴做PTP的同时运动，或是同时停止。

(5) 同步运动控制：通过运动控制卡的绝对同步性，可以使多轴的运动依照一定的时间顺序准确控制，也可以通过条件设定使得轴与轴之间可以依据相互关系而运动。通常这种方式的控制必须采用串行式的运动控制器才能达成，由于串行式控制器与马达驱动器有特定的通信协议，彼此之间可以依据运作的时钟，来实现绝对运动的控制。本文即是与读者分享由同步运动所发展的程序运动控制的技术。

        
        非串行式运动控制器                         串行式运动控制器

二、目前现有的运动控制解决方案

控制核心技术
ASIC-based
        ASIC为Application Specific Integrated Circuit，特殊用途集成电路或专用集成电路。许多运动控制器会采用具有运动功能的ASIC，来达到低端或是高端的运动控制。通常ASIC已经由芯片开发厂商经过一连串测试与市场洗炼，所以稳定度与功能的验证度高，整体的指令集执行速度快，但是，缺乏可程序化能力，所以相较于DSP的运动控制卡，无扩充能力，亦无法实现绝对同步的运动控制。ASIC-based的运动控制一般适合用于步进马达、线性马达及伺服马达等的异步运动轨迹控制。

DSP-based
       近年来，由于伺服控制有实时性(Real Time)的需求，在精准时间控制的要求下，一般都采用速度较快的DSP，也有采用RISC或是一般CPU来完成的。使用高速的DSP通常会搭配高速的内存，而采用DSP的运动控制卡，由于具有可程序化的能力，所以一般使用者可以下载部分过程控制码在DSP内部执行，这样的优点在于整个控制程序享有实时性(Real Time)的特点。