一旦主控制器接觸來自傳感器和中間控制器的智能交流信息，它需要在下一個(gè)任務(wù)上做決定。舉個(gè)例子，如果一個(gè)獨(dú)立機(jī)器人正在地震后的廢墟中尋找被埋起來的幸存者，它的紅外線探測(cè)儀檢測(cè)到了熱量，控制器需要決定該做什么。它應(yīng)該進(jìn)一步調(diào)查嗎？它應(yīng)該先檢測(cè)環(huán)境確定結(jié)構(gòu)完整性嗎？它需要再靠近一點(diǎn)確定那是否是一個(gè)人散發(fā)的熱量嗎？它應(yīng)該詢問人類下一步該怎么做嗎？這些問題都需要在下一步指示確定前由處理器處理。

在許多情況下可能需要更多的信息，因?yàn)榻K端節(jié)點(diǎn)可能只會(huì)發(fā)送警報(bào)推理背后的數(shù)據(jù)。如果現(xiàn)在有一個(gè)重大的處理過程，超出終端節(jié)點(diǎn)的處理范圍，中央處理器將需要大量的計(jì)算進(jìn)行“重要提升”。一個(gè)功率高效，高性能處理器對(duì)使用電池的小型自動(dòng)機(jī)器人來說是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。主控制器也需要連接到廣泛的不同終端節(jié)點(diǎn)和中間控制器的交流通道。中間控制器需要高速的接口，像以太網(wǎng)和USB。相似的，低速的傳感器需要低速接口，像SPI和UART。

新一代高效嵌入式處理器能滿足這些新應(yīng)用所需要的特點(diǎn)。比如，新Intel Quark SoC X10xx 處理器有功率高效的CPU核心和多交流式界面，包括以太網(wǎng)，USB，PCle2.0，SPI，12C和UART。通向片外內(nèi)存的入口由嵌入式控制器模塊支持，以高容量的DDR或低容但更快的SRAM形式。對(duì)于高可靠性的應(yīng)用來說，一個(gè)糾錯(cuò)碼儲(chǔ)存器（ECC）能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)并修補(bǔ)內(nèi)存錯(cuò)誤。高級(jí)的安全功能提高了對(duì)惡意入侵的抵抗能力，一個(gè)關(guān)于嵌入式系統(tǒng)的擔(dān)心是日益增長的有組織的黑客數(shù)量。Quark X10xx 家族甚至有成員有著安全啟動(dòng)能力，能探測(cè)試圖篡改啟動(dòng)引導(dǎo)代碼的行為，一個(gè)對(duì)于侵入嵌入式網(wǎng)絡(luò)最有侵略性和有效的方法。

圖2:Intel Quark SoC X1000 原理框圖。（來源：Intel）

在分布式機(jī)器人系統(tǒng)中的某些時(shí)刻，電子信號(hào)需要被轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。機(jī)械運(yùn)動(dòng)可能涉及到高速移動(dòng)一個(gè)底盤（并且準(zhǔn)確的停在正確的位置）或者操縱一個(gè)機(jī)器“手”抓住并提起一個(gè)小物體。在任何一種情況下發(fā)動(dòng)機(jī)都很可能參與翻譯電子信號(hào)成指定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的過程。自從MCU的制造加速了他們對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制應(yīng)用的支持，最近幾年大范圍的發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)開始變得相似。

MCU用于發(fā)動(dòng)機(jī)控制已經(jīng)好幾年了，而且當(dāng)更高效，更可靠，磨損減少，使用壽命延長的新算法出現(xiàn)，MCU總會(huì)開發(fā)新功能來跟上這些改變。舉個(gè)例子，升級(jí)的處理能力，包括數(shù)字信號(hào)處理和浮點(diǎn)，現(xiàn)在能取消主CPU的數(shù)據(jù)預(yù)處理任務(wù)。此外，硬件計(jì)時(shí)器能執(zhí)行低水平的電流電壓整形的任務(wù)，用于控制算法，進(jìn)一步騰出主CPU空間，提高系統(tǒng)效率。

幫助評(píng)估和設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制應(yīng)用的參考設(shè)計(jì)進(jìn)一步簡化了開發(fā)過程。比如，F(xiàn)reescale Kinetics MCU 家族對(duì)不同的應(yīng)用有多發(fā)動(dòng)機(jī)控制參考設(shè)計(jì)。為了幫助設(shè)計(jì)者更快的在許多的可能選擇中導(dǎo)航，F(xiàn)reescale創(chuàng)造了一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的解決方案顧問來篩選對(duì)不同的目標(biāo)應(yīng)用所需要的不同的特點(diǎn)和能力。正如圖3頂部展示的一樣，在生成一個(gè)展示設(shè)備的報(bào)告之前，F(xiàn)reescale顧問會(huì)帶領(lǐng)設(shè)計(jì)師走過一系列關(guān)于應(yīng)用的問題，功能，發(fā)動(dòng)機(jī)類型特點(diǎn)，控制算法和傳感器類型。在確定選擇之前，會(huì)生成一份報(bào)告展示有關(guān)的參考實(shí)例和對(duì)設(shè)計(jì)師有特定設(shè)計(jì)需求的應(yīng)用注意。

圖3A&3B:發(fā)動(dòng)機(jī)控制解決方案顧問幫助設(shè)計(jì)工程師發(fā)現(xiàn)適合他們應(yīng)用的指導(dǎo)設(shè)計(jì)。（來源：Freescale Semiconductor）

總結(jié)

現(xiàn)在你知道了機(jī)器人3C原則，你可以把這些元素應(yīng)用于任何的嵌入式設(shè)計(jì)，即使它不是一個(gè)機(jī)器人應(yīng)用。任務(wù)執(zhí)行時(shí)有優(yōu)化傳播，高效和智能命令的分布式傳感和電子機(jī)器界面的智能控制，對(duì)任何復(fù)雜的嵌入式設(shè)計(jì)來說是最好的組織元素。只需確保你的嵌入式系統(tǒng)不違反任何一個(gè)阿西莫夫的機(jī)器人3C原則。否則真的會(huì)成為一個(gè)大問題。