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近期，先楫半導(dǎo)體（HPMicro）推出的新款MCU——HPM6E00，引發(fā)了外界的廣泛關(guān)注。這家成立僅四年的公司，憑借“國內(nèi)首款內(nèi)嵌ESC的高性能MCU”，再次證明了其在MCU領(lǐng)域的創(chuàng)新實(shí)力。
那么，ESC是什么？ESC，即EtherCAT（Ethernet for Control Automation Technology）從站控制器，它是EtherCAT現(xiàn)場設(shè)備中的核心芯片組件。ESC為開發(fā)者和用戶提供了一個統(tǒng)一的接口，使得他們能夠便捷地利用EtherCAT設(shè)備。在工業(yè)自動化領(lǐng)域，ESC被廣泛應(yīng)用于EtherCAT運(yùn)動控制器中，以實(shí)現(xiàn)對電機(jī)、伺服系統(tǒng)等運(yùn)動設(shè)備的精確操控。
無疑，EtherCAT是重點(diǎn)。隨著工業(yè)4.0的推進(jìn)，工業(yè)自動化和智能化需求日益提升，對控制系統(tǒng)的實(shí)時性、穩(wěn)定性、可靠性以及數(shù)據(jù)傳輸和處理能力提出了更高要求。在這一背景下，工業(yè)實(shí)時以太網(wǎng)總線技術(shù)逐漸嶄露頭角，成為工業(yè)現(xiàn)場總線的主導(dǎo)。例如由西門子公司主導(dǎo)的PROFINET總線、倍福公司主導(dǎo)的EtherCAT總線、羅克韋爾公司主導(dǎo)的Ethernet/IP總線、IEEE定義的TSN（Time-Sensitive Networking)等。
這其中，EtherCAT以其高性能和高效率而著稱，能夠?qū)崿F(xiàn)微秒級的掃描周期，大幅提升設(shè)備的控制精度和運(yùn)行效率。其靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/a>結(jié)構(gòu)簡化了系統(tǒng)配置，同時優(yōu)化了數(shù)據(jù)幀傳輸，提高了數(shù)據(jù)利用率。此外，EtherCAT還具有低成本、高設(shè)備連接數(shù)（最多可達(dá)65535個設(shè)備）、強(qiáng)大的診斷能力等優(yōu)勢。
正因如此，EtherCAT已在全球范圍內(nèi)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，特別是在運(yùn)動控制領(lǐng)域，全球四大機(jī)器人廠商都已經(jīng)采用了EtherCAT總線通訊?？梢哉f，在工業(yè)4.0時代，EtherCAT已經(jīng)成為了新一代工業(yè)控制系統(tǒng)的標(biāo)配。
不過，盡管EtherCAT熱度上升，但真正獲得倍福公司IP授權(quán)的MCU產(chǎn)品卻并不多。EtherCAT技術(shù)由EtherCAT技術(shù)協(xié)會（ETG）負(fù)責(zé)管理和推廣，該協(xié)會提供技術(shù)支持并確保技術(shù)的兼容性，從而推動EtherCAT在全球范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用。值得注意的是，EtherCAT主站的實(shí)施授權(quán)是免費(fèi)的，但有一個前提條件，即必須確保協(xié)議的兼容性以維護(hù)其法律效力。
對于從站設(shè)備，EtherCAT采用了與CAN總線類似的授權(quán)方式，其獨(dú)特之處在于，授權(quán)費(fèi)用已經(jīng)包含在了EtherCAT ESC芯片的價格中。這意味著，ESC供應(yīng)商需要預(yù)先獲取授權(quán)許可，而設(shè)備制造商則無需承擔(dān)任何額外的授權(quán)費(fèi)用。然而，目前市場上獲得倍福授權(quán)的EtherCAT MCU產(chǎn)品數(shù)量有限，且主要集中在歐美廠商，如英飛凌、Microchip、TI以及瑞薩電子等。
這就不難理解此次先楫推出的HPM6E00為什么會引發(fā)外界關(guān)注了，一如先楫半導(dǎo)體創(chuàng)始人兼CEO曾勁濤所言，HPM6E00內(nèi)置倍福授權(quán)的正版EtherCAT ESC IP，為先楫客戶全面排除了IP上的風(fēng)險。先楫MCU是中國定義、中國設(shè)計、中國制造、為中國服務(wù)的產(chǎn)品。這款產(chǎn)品填補(bǔ)了國內(nèi)MCU市場的空白，也標(biāo)志著我國工業(yè)MCU已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
從先楫公開的資料看，HPM6E00具備高性能運(yùn)動控制、高實(shí)時工業(yè)以太網(wǎng)互聯(lián)的特性、提供 RISC-V 雙核，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)，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，尤其適用于高精度運(yùn)動控制系統(tǒng)。
圖：HPM6E00片內(nèi)資源及性能
先楫為之提供的開發(fā)板HPM6E00EVK，提供雙百兆網(wǎng)口，實(shí)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(biāo)準(zhǔn)的電機(jī)接口可以適配先楫的電機(jī)驅(qū)動板。同時HPM6E00EVK的FEMC/PPI插槽，方便用戶實(shí)現(xiàn)各類總線接口，并默認(rèn)提供FEMC/PPI子板，可以實(shí)現(xiàn)SDRAM和并口的ADC采樣功能。此外，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(jìn)行調(diào)試，同時也提供標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口供用戶選擇。
先楫半導(dǎo)體執(zhí)行副總裁/市場銷售陳丹認(rèn)為，EtherCAT作為最通用和增長最快的工業(yè)實(shí)時以太網(wǎng)協(xié)議在中國和全球擁有大量的用戶，中國也處在產(chǎn)業(yè)升級、 企業(yè)出海的市場發(fā)展需求中，先楫推出的這款市場期待已久的HPM6E00，集成高性能和EtherCAT技術(shù)，將為合作伙伴提供更多的資源共享、方案共創(chuàng)和技術(shù)創(chuàng)新等合作。
來自客戶的反饋也反映出市場對這顆芯片的關(guān)注，包括致遠(yuǎn)、三旺通信、顯控科技等都表示，作為市場上呼喚已久的產(chǎn)品，HPM6E00的發(fā)布對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)具有重要意義。據(jù)悉，目前該產(chǎn)品已在驅(qū)控一體多軸伺服驅(qū)動器、多軸伺服驅(qū)動、交流伺服驅(qū)動等多個自動化平臺系統(tǒng)中得到應(yīng)用。
7700萬個，這是ETG對全球EtherCAT節(jié)點(diǎn)的數(shù)量的最新統(tǒng)計。僅2023年一年內(nèi)，就新增了1800萬個節(jié)點(diǎn)。這一顯著的增長反映了EtherCAT技術(shù)在工業(yè)自動化和控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展趨勢。而憑借HPM6E00，先楫將進(jìn)一步在國內(nèi)外相關(guān)市場展現(xiàn)其強(qiáng)勁的競爭力。
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