SoC和MCU奋力争夺EtherCAT 伺服应用市场

发布时间：2024-09-12 阅读量：2342 来源: 我爱方案网作者: bebop

摘要：EtherCAT伺服因其出色的高速性能、高效率、兼容性、技术支持、开放性、安全性和低成本实现等优势，在运动控制领域表现尤为出色。EtherCAT可以使用标准的以太网接口实现，无需昂贵的专用硬件，这降低了实施成本。随着EtherCAT ASIC芯片的推出，接口成本进一步降低，使得EtherCAT成为经济高效的解决方案。

支持EtherCAT的SoC采取向下打的策略，突出跑系统的平台优势，整合AI和多媒体显示实现灵活友好的HMI和控制。而EtherCAT的MCU是向上打的策略，在PLC和伺服等单机应用领域更灵活，也方便工程师实现以太网设备互联互通。

目前市面上已经有超过2，600家公司认可了EtherCAT (以太网)控制自动化技术，不少国际芯片大厂相继推出集成EtherCAT协议的产品。

国内IC原厂也在积极推出EtherCAT主从站控制器芯片。其中，瑞芯微推出针对EtherCAT总线进行专项优化的SoC产品——RK3506；先楫半导体推出了中国首款拥有德国倍福公司（Beckhoff）正式授权EtherCAT从站控制器(ESC, EtherCAT Slave Controller) 的高性能MCU产品 HPM6E00系列。

瑞芯微RK3506支持多种协议，并针对EtherCat总线进行了专项优化，可用于周期时间低至微秒级的实时应用，非常适合PLC主站控制场景，通过SoC多余资源实现主站控制，可大幅度降低硬件成本，提升控制系统的实时性。实现管理层级与传感器/执行器层级之间高效可靠通信。

先楫HPM6E00系列适用于PLC从站控制器场景，内置支持3端口的EtherCAT从站控制器和千兆以太网交换机，具有32通道的PWM模块、2套硬件环路控制系统、4套精确位置系统等资源。

图：EtherCAT网络架构图（来源：研华科技）

我们推荐瑞芯微RK3506和先楫HPM6E00二款芯片，它们是我爱方案网合作方案商验证的易用且高性价比产品。工程师可参照数据设计并开发低成本、高性能的EtherCAT PLC方案：

扫码可申请免费样片以及获取产品技术规格书

瑞芯微RK3506

瑞芯微RK3506具备1.5GHZ高主频，实现高性能的同时，具备更低的功耗，为工业控制产品稳定可靠的执行提供坚实的基础。同时瑞芯微RK3506支持高性能DDR3存储器，在存储器性能与抖动抑制方面实现极大的优化。为了实现工业实时以太网EtherCAT与标准以太网TCP/IP通讯同时运行，瑞芯微RK3506设计了2个独立的高性能百兆以太网MAC单元，经过长时间验证，通讯效率与稳定性非常高。

EtherCAT总线专项优化，实时性能强

在伺服控制方面，瑞芯微RK3506支持EtherCat和CODESYS协议，可以通过以太网连接多个伺服驱动从站，可以精确控制伺服电机；1ms控制周期linnux系统抖动<70us；瑞芯微还提供专用实时网卡驱动，进一步提升实时控制效率，实测延时抖动性能达到10%以内（控制周期为1ms）。

支持AMP多系统方案

AMP（非对称多处理）是一种计算系统架构，指的是多核处理器中的每个核可以独立工作，并执行不同的任务或运行不同的操作系统。这种特性提升了系统的灵活性和效率，非常适合需要高实时性和特定任务处理的应用场景。

瑞芯微RK3506支持Rockchip平台异构多系统AMP（非对称多核架构）的开发软件包，支持Linux、RTOS、Bare-metal组合的AMP系统架构，实现微秒级中断响应延迟（<5us），同时提供提供标准RPMsg核间通信方案。可以满足一些特定行业应用，如电力物联网、电网继电保护、电力系统安全控制、工业自动化的需求。

先楫HPM6E00

HPM6E00系列是国内首款拥有德国倍福公司正式授权的EtherCAT从站控制器的高性能MCU产品，具备高性能运动控制、高实时工业以太网互联的特性，提供RISC-V双核、多达3端口千兆以太网路由模块，支持多种工业以太网协议和时间敏感网络 (TSN: Time-Sensitive Networking)，普遍适用于高性能伺服电机控制、机器人运动控制、数据传输系统和监控系统等场景。

内置高速实时以太网系统

为了支持工业设备间的高速通信，先楫HPM6E00系列MCU配有高性能的实时以太网系统，包括正版的EtherCAT从站控制器，一共支持3个端口，其中HPM6E80还支持一个TSN交换机，可以支持3个外部端口和一个内部端口，以及一个千兆以太网MAC控制器。

先楫将EtherCAT从站控制器集成在了芯片上，因此，它的PDI（Process Data Interface）集成在了芯片内部，通过高速的系统总线相连接，支持HPM6E00系列的CPU与DMA之间的通信，相比通过SPI口，或者并口来外扩的独立式的从站控制器来说，使用系统总线来连接PDI接口，可以获得更加高速的访问效率。

增强运动控制控制

在运动控制方面，HPM6E00系列同时配备精确位置电动控制系统，硬件坐标轴变换和环路计算模块，以及32路100ps高分辨率PWM输出，满足最高性能的电机控制要求。

HPM6E00还配有4套可编程的SEI串行编码器接口，用户可以实现自定义的编码器接口，且仅需简单配置软件，就可实现适配市面上各类的，各个厂家的位置传感器，包括多摩川协议、BiSS-C协议、以及EnDat 2.2协议等。

除了MCU外，先楫还推出了与HPM6E00系列MCU配套的开发套件—HPM6E00EVK和SDK，更方便工程师设计开发相应方案。

具体参数方面，HPM6E00EVK提供双百兆网口，实现ESC功能，RGMII千兆网口，CAN接口，音频接口，sigma-detal 转换接口，HS USB接口以及标准的电机接口可以适配先楫的电机驱动板。同时HPM6E00EVK的FEMC/PPI插槽，方便用户实现各类总线接口，并默认提供FEMC/PPI子板，可以实现SDRAM和并口的ADC采样功能。此外，还提供树莓派接口以及板载的调试接口可以方便用户进行调试，同时也提供标准的JTAG接口供用户选择。

驱控一体多轴伺服驱动器方案

该方案是一款模块化可扩展EtherCAT总线伺服驱动器，整流模块支持3-5KW，逆变模块支持400W-750W单双轴以及1500W单轴输出，支持内置抱闸继电器，支持TYPE-C USB调试接口，配合上位机可以实现伺服参数的快速导出导入及曲线波形监视。M9系列伺服以完全国产自主的RISC-V内核的HPM6E80处理器为主控芯片，HPM6E80为双核处理器，每个核主频高达 600MHZ，具有丰富的外设，采用单颗芯片方案即可实现EtherCAT总线伺服系统的应用。

系统框图：

方案优势：

模块化设计，可扩展EtherCAT总线PLC及总线模块。
逆变轴共母线，能量回馈与能量消耗形成动态平衡，节省电能。
体积小,功率密度高，4轴节省25%空间，6轴节省35%空间。
内置MOS控制抱闸通断，抱闸接线更简单。
优化硬件设计，多轴伺服漏电流小。
可搭配EtherCAT总线PLC模块，多轴驱动和驱控一体同时覆盖。
EtherCAT采用单芯片实现，稳定性更好，成本更优。
电流环刷新频率64KHZ，速度环带宽3.1KHZ。

扫码可申请免费样片以及获取产品技术规格书

相关资讯

VS Cisco/NVIDIA：GIGALIGHT 400G SR4方案性能全面领先

在AI算力爆发与云计算需求激增的2025年，数据中心面临高带宽、低时延、低成本的三重挑战。GIGALIGHT推出的400G QSFP-DD SR4至4×100G单波互连方案，以“单波长100G PAM4”技术为核心，突破传统并行架构的瓶颈，实现单端口带宽利用率提升300%、功耗降低20%，并减少75%的光电转换单元，为全球超大规模数据中心提供兼具弹性与经济效益的短距连接新范式。这一方案不仅解决了传统400G部署中光纤资源浪费、端口密度不足、TCO过高等痛点，更在NVIDIA GPU集群、云原生Spine-Leaf架构等场景中验证了其技术领先性。

是德科技KAI系列解决方案性能优势与行业竞争力分析

在AI数据中心高速迭代的浪潮中，是德科技KAI系列解决方案以全栈测试能力重构AI基础设施验证范式，通过算法仿真、高速网络验证与光互连测试三大核心模块，直击AI集群设计效率低、网络验证复杂度高、光模块测试精度不足等痛点。相较于传统方案，KAI系列通过全生命周期协同验证，帮助客户缩短30%以上的开发周期，并在Meta、阿里云等头部企业的实际部署中实现性能跃升。以下为重新生成的5个标题，结合技术价值与传播吸引力，精准覆盖用户需求场景。

广和通5G AI MiFi解决方案性能优势与竞品分析

在全球5G与AI技术加速融合的背景下，广和通推出5G AI MiFi解决方案，通过“通信+智能”双引擎重构移动热点设备的行业标准。该方案基于4nm制程高通QCM4490平台，集成Wi-Fi 7多频并发、本地化AI语音交互（支持20种语言互译）及低功耗设计，在2.33Gbps下行速率与95%翻译准确率的加持下，彻底解决传统MiFi设备在跨国场景中的连接延迟、交互单一及云端依赖等痛点。相比Netgear、华为等竞品，其独特的“端侧AI+边缘计算”架构在能效比（0.46Gbps/W）与多场景适配性（工业巡检、国际商务）上展现显著优势，成为推动万物智联时代高效落地的标杆方案。

【海思Hi2115方案】NB-IoT R14+北斗双模定位，0.8uA超低功耗破解电动车防盗难题

一般定位追踪可使用GNSS技术，引入NB-loT的作用主要是为了利用云平台实现管理