電子發(fā)燒友網(wǎng)綜合報(bào)道 EtherCAT從站控制芯片是實(shí)現(xiàn)EtherCAT數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的專用芯片 ，主要用于處理EtherCAT數(shù)據(jù)幀，并為從站控制裝置提供數(shù)據(jù)接口。在工業(yè)自動化，比如伺服控制、變頻驅(qū)動、工業(yè)PLC、工業(yè)機(jī)器人等場景，EtherCAT提供實(shí)時控制通信能力，是目前工業(yè)通信應(yīng)用最廣泛的協(xié)議之一。

過去在EtherCAT從站控制芯片領(lǐng)域，鮮有國產(chǎn)芯片的身影，近幾年隨著國產(chǎn)芯片廠商在工業(yè)領(lǐng)域持續(xù)發(fā)展，國產(chǎn)EtherCAT從站控制芯片也已經(jīng)有多家廠商推出。

方芯半導(dǎo)體在近期推出了從站控制芯片F(xiàn)CE1353/1354芯片，對標(biāo)Microchip LAN9252/9253/9254系列經(jīng)典產(chǎn)品，并實(shí)現(xiàn)了Pin to Pin 全兼容，支持無縫替代。

其中，F(xiàn)CE1353是Pin to Pin兼容Microchip的LAN9253/LAN9252的3端口ESC芯片，該芯片具有雙集成以太網(wǎng)PHY，每個PHY提供全雙工100base-TX支持HPAuto-MDIX，具有8K字節(jié)的雙端口存儲（DPRAM）、8個SyncManager、8個現(xiàn)場總線存儲器管理單元（FMMU）和一個64位分布式時鐘。它支持多個過程數(shù)據(jù)接口SPI/SQI、HBI和可滿足客戶對周期時間、集成和系統(tǒng)級成本的要求。

相比LAN9252，F(xiàn)CE1353的DPRAM （雙端口RAM）容量翻倍,從 LAN9252 的 4KB 提升至 8KB，滿足更復(fù)雜數(shù)據(jù)處理需求。

FCE1354可原位替代Microchip LAN9254，與FCE1353具有相同功能和特性，此外提供 32 位數(shù)字 I/O，可獨(dú)立運(yùn)行無需外接控制器，適用于閥門控制、多傳感器采集等復(fù)雜邏輯場景。同時支持 SPI/SQI、HBI（8/16 位）及數(shù)字 I/O 等多種過程數(shù)據(jù)接口，適配主流 MCU/DSP（如 STM32F407）。

此前，先楫半導(dǎo)體、兆易創(chuàng)新、碼靈半導(dǎo)體等國產(chǎn)廠商都已經(jīng)推出了工業(yè)EtherCAT從站控制芯片。

先楫半導(dǎo)體在去年12月，推出擁有德國倍福公司（Beckhoff）正式授權(quán)EtherCAT從站控制器的高性能MCU產(chǎn)品 HPM6E00系列。該MCU采用RISC-V架構(gòu)CPU，主頻達(dá)到600MHz，提供多達(dá) 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。

兆易創(chuàng)新在去年11月宣布正式推出EtherCAT從站控制芯片GDSCN832系列，并獲得德國倍福公司正式授權(quán)。

GDSCN832產(chǎn)品是一款2/3端口EtherCAT?從站控制器，集成2個內(nèi)部PHY和1個MII擴(kuò)展接口，內(nèi)置雙通道集成Ethernet物理層設(shè)備，每個通道均提供全雙工100BASE-TX收發(fā)器，支持100Mbps運(yùn)行。該系列支持8個現(xiàn)場總線存儲器管理單元(FMMU)，提高了數(shù)據(jù)處理性能和安全性，有效減少內(nèi)存訪問延遲，進(jìn)一步提升系統(tǒng)響應(yīng)速度和實(shí)時性，為用戶提供數(shù)據(jù)映射的高度靈活性。還支持8個同步管理器(Sync Manager Entities)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的高效管理。GDSCN832系列產(chǎn)品配置高達(dá)8KB雙端口內(nèi)存(DPRAM)空間，能夠?yàn)閺?fù)雜控制系統(tǒng)提供大數(shù)據(jù)量處理的基礎(chǔ)。內(nèi)置64位分布式時鐘，主機(jī)總線接口通過高速同步/異步從接口實(shí)現(xiàn)相同功能，精度低于1uS。該產(chǎn)品系列支持8/16位串行/并行口通信，支持SPI/QSPI/OSPI從機(jī)接口，通信速率高達(dá)100MHz，還支持EXMC同步模式，豐富的接口選擇為用戶提供更靈活的接口配置方案。內(nèi)部集成1.1V內(nèi)核穩(wěn)壓器，支持單 3.3 V 電源工作；還支持1.8V-3.3V可變電壓I/O。GDSCN832支持HP Auto-MDIX，能夠?qū)崿F(xiàn)直連或交叉LAN電纜連接。提供四種低功耗模式，實(shí)現(xiàn)能效和功耗間的優(yōu)異平衡。

碼靈半導(dǎo)體推出了CF110x系列ESC芯片，該系列芯片采用外部25 MHz晶振工作，通過并行總線和微處理進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。EEPROM用來存儲從站配置信息，當(dāng)CF110x系列在上電或復(fù)位后，會自動讀取EEPROM內(nèi)的配置數(shù)據(jù)并裝入相應(yīng)寄存器，CF110x系列和EEPROM通過I2C串行總線完成數(shù)據(jù)交互。CF110x系列提供了多層可編程中斷結(jié)構(gòu)，當(dāng)CF110x系列發(fā)生中斷時，微處理器進(jìn)入中斷程序讀取CF110x系列中斷寄存器判斷中斷事件源，從而進(jìn)行相應(yīng)的處理。CF110x系列內(nèi)置 PHY0 和 PHY1，其與內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)變壓器的標(biāo)準(zhǔn)RJ45接口相連。單芯片支持最多3個EtherCAT 接口，可配置其中一個接口作為系統(tǒng)內(nèi)總線接口，另外兩個接口為以太網(wǎng)作為外總線接口。

隨著工業(yè) 4.0 與智能制造的深化，EtherCAT 協(xié)議在實(shí)時性、拓?fù)潇`活性方面的優(yōu)勢將進(jìn)一步凸顯，國內(nèi)工業(yè)EtherCAT芯片也將會迎來更多機(jī)會。