伺服控制系统设计最关键的部分是控制算法的开发，它影响到系统的最终控制性能。控制算法中包括对各种器件接口的传感信号，而且往往这些信号和电力电子电路以及器件密切耦合，而位置信号、速度信号以及电流信号都是实现反馈控制的关键变量。
在传统实现中，所有控制单元都通过在运动控制芯片dsp或者mcu中的软件代码实现。在dsp及mcu的时时控制环境中，电流环控制通过高优先权任务队列实现，需要精通时时控制方面的知识。在电机的控制中，任务进程的执行往往由专门的硬件事件/中断驱动，需要连续的指令代码来时时精确控制硬件的执行。而且对于应用在伺服以及无传感器的磁场定向控制(foc)中，软件通常用汇编语言，以满足快速的计算和更新率等高动态性能增长的需要。有时需要采用专门的代码技术以克服传统的计算滞后问题，如采用shift指令快速实现乘/除功能以完成快速的计算。软件中模块化的源代码被编译和连接在一起，最后得到一个较大的可执行目标代码，包含闭环控制、用户接口时序以及网络通讯等。如果存在错误，必须在源代码中进行重新编译和连接并产生修改后的可执行源代码，为了达到最终的产品阶段这个过程往往需要重复很多次。
因此，开发和实现一个高性能的伺服系统或者无传感器的交流驱动系统，快速的运动控制算法是一项最具挑战性的任务。

运动控制引擎(mce)
为了实现高性能的伺服应用和无传感器控制应用，ir最近开发了新型的——irmck201 和irmck203数字运动控制芯片。其中irmck201采用100引脚的qfp封装，irmck203采用80引脚的qfp封装，而且仅需外部提供33mhz的晶振。irmck201 主要针对于伺服驱动系统的设计，具有快速的高性能伺服驱动能力，而 irmck203主要针对于永磁交流电机的正弦无传感器的高性能控制，电机控制参数的调整都是通过硬件实现。irmck201和传统的运动控制用dsp芯片不同的是，它不仅包含运动控制的外围功能(如pwm、编码计数电路、电流传感接口等)，而且也包含通过硬件实现的foc算法和速度控制算法，即运动控制引擎。
mce通过控制单元(如比例积分、矢量旋转、clark变换等)来实现闭环控制、运动型的外围硬件控制(如空间矢量pwm、电机电流反馈接口、解码器反馈)，使能并行多环控制的时序控制逻辑。闭环速度控制和闭环电流控制的同步执行机制都包含在逻辑硬件中，因而不需要多任务控制功能。
内部结构
irmck201通过硬件逻辑实现伺服控制功能，因而为了实现不同的控制算法，芯片的接口可以零活配置，如图1所示。以矢量控制的感应电机为例，在内部控制结构中有一个矢量角产生的前反馈滑模增益路径，所以可以通过关闭相关的开关来实现这种类型的控制功能。pc仅需通过写入“1”或者“0”到相关的寄存器中，以关闭开关就可以实现感应电机控制的使能。irmck201也支持其它的结构，如除ir2175外的所有电流传感器接口芯片、电流控制中的前反馈增益路径使能/非使能、闭环速度控制的使能和非使能以及速度命令的选择源。
由于irmck201不需要任何的编程和译码，所以根本不需要任何pc接口就可以容易地转化为一个固定功能的硬件逻辑ic。为了满足新的电机控制参数及其微调，它的硬件配置过程非常简单。
计算速度和动态性能
运动控制引擎的一个明显优点就是在确定的时间里可以完成闭环控制算法所需要的短时计算。计算速度直接影响到伺服系统扭矩和速度的动态性能，闭环电流控制的更新率越快扭矩控制的带宽就越大，从而影响到系统中旋转机械的周期时间。
尽管dsp和mcu的伺服驱动控制应用灵活，但在宽带应用中由于需要一步一步的执行庞大的指令而产生瓶颈，它仍然不是完全意义上的伺服驱动控制。利用有运动控制引擎的irmck201，系统可以突破了这个障碍，它能以40khz的pwm更新率或者较大频率更新率运行。
当使用irmck203来实现无传感器的闭环电流控制时，其计算时间可以大大缩短，例如家庭空调系统中压缩电机的无传感控制。而在最新的家庭空调应用系统中，通常使用32位的高性能risc微处理器，其计算能力达到50 mips，为了对无传感器的的速度控制进行计算，所需要的时间大约为60ms。由于空调系统需要有无传感算法的电机控制、风扇电机控制以及pfc控制，而为了满足微控制器系统紧凑的电源要求，这就需要缩短算法的计算时间。当使用irmck203时，其计算时间可以缩短到11ms，从而增加了pwm载波频率的更新率。对于pwm载波频率达到或者超过40khz的应用来说，使用irmck203的永磁电机可以获得很多好处，如高速锭子以及齿状钻孔机应用。
低损失和低emi的空间矢量pwm
由于irmck203使用低损失和低emi的空间矢量pwm来开关igbt功率器件，与传统的三相pwm相比，它可以降低20％甚至更多的功耗损失和emi 噪音。图2是典型的电压开关波形和电机电流波形图。

应用及开发工具
把irmck201设计到实时的寿命电路中是一项具有挑战性的工作，但是为了实现完全意义上的伺服驱动系统，ir公司充分考虑到从样品到产品发布的设计要求。功率电子电路的设计、模