自Beckhoff Automation在2003年開發(fā)EtherCAT（Ethernet for Control Automation Technology）技術(shù)，并將其移交給名為ETG（EtherCAT Technology Group：EtherCAT技術(shù)協(xié)會）的獨立組織運營以來，這項技術(shù)就獲得了長足的發(fā)展。

根據(jù)EtherCAT技術(shù)協(xié)會(ETG)在2023年發(fā)布的信息顯示，自2014年以來，EtherCAT節(jié)點數(shù)呈指數(shù)級增長，僅2022年就增加了1840萬個節(jié)點。除模塊化I/O設(shè)備外，ETG估計全球EtherCAT節(jié)點數(shù)為5910萬個，而近期的增長尤為明顯。

據(jù)EtherCAT技術(shù)協(xié)會執(zhí)行董事Martin Rostan介紹，除2019年受自動化市場影響增長趨緩以外，EtherCAT節(jié)點數(shù)多年來一直呈指數(shù)級增長，例如在北美，EtherCAT取得了越來越好的進展。在發(fā)源地歐洲，EtherCAT發(fā)展也表現(xiàn)強勢。來到亞洲市場，更是發(fā)展最迅猛。尤其是在中國市場，表現(xiàn)驚人。

海外巨頭壟斷的市場

之所以EtherCAT能夠獲得如此高度的認可，與他本身的技術(shù)特點有著密切的關(guān)系。

作為一項高性能以太網(wǎng)現(xiàn)場總線技術(shù)，EtherCAT 的主要優(yōu)勢之一是其高速、低延遲通信。其獨特的幀處理和數(shù)據(jù)傳輸方法可實現(xiàn)其他現(xiàn)場總線技術(shù)無法比擬的極高帶寬利用率。拓撲設(shè)計使循環(huán)時間具有確定性，使 EtherCAT 能夠滿足硬實時要求。此外，EtherCAT 支持分布式時鐘 (DC：Distributed Clocks)，可在整個網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)非常精確的納秒級同步。

受惠于其高性能、低成本、應(yīng)用簡易和拓撲靈活等優(yōu)勢，該項工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為全球市場上最通用和增長最快的工業(yè)實時以太網(wǎng)協(xié)議，在中國和全球擁有大量的用戶。然而，和很多其他芯片技術(shù)一樣，中國工業(yè)市場的EtherCAT應(yīng)用基本都是被TI、ST、英飛凌和瑞薩等海外領(lǐng)先廠商把持。國內(nèi)此前甚至沒有一個MCU廠商獲得Beckhoff官方授權(quán)，以打造更好的EtherCAT產(chǎn)品服務(wù)中國本地的客戶，這在當前的全球競爭態(tài)勢下廣受詬病。有行業(yè)知情人士透露，即使國內(nèi)此前有芯片廠商宣稱自己支持EtherCAT，也不是經(jīng)過官方授權(quán)的，這給后續(xù)的產(chǎn)品升級和工業(yè)設(shè)備穩(wěn)定性帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)。

按照ETG的規(guī)定，對EtherCAT主站實施的授權(quán)是免費的，但協(xié)議要求兼容性，以確保授權(quán)免費并提供法律效力。而對于從站設(shè)備，EtherCAT則采用了CAN的授權(quán)模式，其授權(quán)費用已經(jīng)包含到EtherCAT 從站控制器（ESC）芯片中，因此ESC供應(yīng)商需要一個許可，而設(shè)備制造商，最終用戶，系統(tǒng)集成商，工具生產(chǎn)商等無需再付授權(quán)費用。

一般而言，這個授權(quán)都需要從EtherCAT的專利方Beckhoff獲得，但在過去，因為各種原因，國內(nèi)并沒有MCU廠商獲得這個授權(quán)。但現(xiàn)在，先楫半導體打破了這個局面。

本土EtherCAT MCU的突破

2023年12月，先楫半導體正式對外宣布，推出中國首款擁有德國倍福公司（Beckhoff）正式授權(quán)EtherCAT從站控制器（ESC, EtherCAT Slave Controller）的高性能MCU產(chǎn)品 HPM6E00系列。

“EtherCAT 技術(shù)在中國工業(yè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，但使用的MCU芯片均被國外品牌壟斷”，先楫半導體執(zhí)行副總裁&市場銷售陳丹（Danny Chen）表示，她進一步指出，HPM6E00 系列產(chǎn)品的推出代表中國在EtherCAT上內(nèi)嵌ESC的高性能MCU產(chǎn)品已經(jīng)達到國際水平。

據(jù)介紹，先楫半導體HPM6E00系列產(chǎn)品采用國際流行的RISC-V架構(gòu)，主頻高達600MHz，有單雙核選項，集成了德國倍福公司授權(quán)的EtherCAT從站控制器（ESC, EtherCAT Slave Controller），具備高性能運動控制、高實時工業(yè)以太網(wǎng)互聯(lián)的特性。

新MCU還提供多達 3 端口千兆以太路由模塊，支持多種工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議和時間敏感網(wǎng)絡(luò) (TSN: Time-Sensitive Networking)，支持 32 路高分辨率 PWM 輸出、16 位 ADC、Σ? 數(shù)字濾波，帶有專業(yè)的編碼器管理模塊、靈活的外部總線和敏捷的硬件電流環(huán)功能，在高精度運動控制系統(tǒng)中具備得天獨厚的優(yōu)勢。

在先楫半導體執(zhí)行副總裁&市場銷售陳丹（Danny Chen）看來，中國產(chǎn)業(yè)升級、 企業(yè)出海，在這樣的市場發(fā)展需求中，先楫半導體推出了這款市場期待已久的 HPM6E00，它的一大亮點是集成高性能和EtherCAT 技術(shù)，EtherCAT 作為最通用和增長最快的工業(yè)實時以太網(wǎng)協(xié)議在中國和全球擁有大量的用戶，先楫會攜手更多合作伙伴一起進行資源共享、方案共創(chuàng)和技術(shù)創(chuàng)新等合作。

在6月27官宣新品量產(chǎn)上市的時候，先楫半導體聯(lián)合合作伙伴推出了基于HPM6E00系列的“驅(qū)控一體多軸伺服驅(qū)動器”、“多軸伺服驅(qū)動”和“交流伺服驅(qū)動平臺”應(yīng)用。

與此同時，先楫半導體還帶來了公司的HPM6E00 開發(fā)板——HPM6E00EVK。據(jù)介紹，該開發(fā)板提供雙百兆網(wǎng)口，實現(xiàn) ESC 功能，RGMII 千兆網(wǎng)口，CAN 接口，音頻接口，sigma-detal 轉(zhuǎn)換接口，HS USB 接口以及標準的電機接口可以適配先楫的電機驅(qū)動板。同時HPM6E00EVK 的FEMC/PPI 插槽，方便用戶實現(xiàn)各類總線接口，并默認提供 FEMC/PPI子板，可以實現(xiàn)SDRAM和并口的 ADC 采樣功能。此外，該開發(fā)板還提供樹莓派接口以及板載的調(diào)試接口可以方便用戶進行調(diào)試，同時也提供標準的 JTAG 接口供用戶選擇。

“HPM6E00 填補了國內(nèi) MCU 市場的空白，也標志著我國工業(yè) MCU 已經(jīng)在達到了國際先進水平。”先楫半導體創(chuàng)始人兼 CEO曾勁濤強調(diào)。

文章來源于半導體行業(yè)觀察 (semiinsights.com)