紫光同创推“内置2核CPU+FPGA”架构方案 为口罩机高速运转保驾护航

截止到目前，国内的新冠疫情已经基本上得到控制，但是国外的疫情还在蔓延，所以口罩依然是目前最急需的物资。那么口罩机的日产量也成为目前关注的热点，为了保障口罩机能够高速运转，紫光同创特地推出“内置2核CPU+FPGA”架构方案。此方案具备IEC61131标准与外部通讯处理引擎，实时运动控制驱动引擎，模块间高速同步通讯引擎，采用EMMC+SD+USB3.0+DDR3加速内存，内置32路高速IO（16in/16out），以实现PAC运行控制器的高速通讯。

目前市场上供应的口罩主要包括医用外科口罩和N95口罩，分属平面口罩、折叠口罩，由于形状不同，具体生产工艺存在一定差异。但从原理上来看，口罩自动生产线将成卷的无纺布，自动切割成口罩的外形，自动叠压后自动焊接耳带，经过消毒等程序包装成品，利用PLC、伺服电机等程序控制实现自动化生产。

由于口罩生产涉及到张力控制、分切复合、裁切、成型、焊接、立式包装等多个工艺，要求生产设备控制系统具有高响应、高速通讯、高精度及高同步等特性，以满足口罩机高速及稳定生产需求。

基于紫光同创PGC1KG CPLD的口罩机控制器单板

紫光同创Compact系列低功耗CPLD起到IO拓展的关键作用，以提升各指令的通讯速度和同步精度。 除此之外，想要实现最大的生产效率，还需要对口罩机伺服电机进行多轴高速同步控制。相对传统的脉冲方案，基于EtherCAT的高速以太网方案，可对多轴同步控制，除了提高口罩单位分钟内的生产数量，还具有高响应定位特性，可大幅度提高口罩裁切及双耳带焊接精度，在提升生产效率的同时保证质量。此外，采用全部EtherCAT多轴连接，还可以大幅度节省配线与故障排查时间，节约工时，满足疫情期间的大面积口罩需求。

基于紫光同创FPGA的EtherCAT通讯方案，具备精确的主站DC，从站同步输出达到40纳秒的同步精度，更加突出了EtherCAT现场总线的同步性能及高效性，大量减轻处理器的负担。目前工业控制客户正在积极评估该方案，也即将用于全自动口罩机中。