国产工业EtherCAT芯片，再添新玩家

电子发烧友网综合报道 EtherCAT从站控制芯片是实现EtherCAT数据链路层协议的专用芯片 ，主要用于处理EtherCAT数据帧，并为从站控制装置提供数据接口。在工业自动化，比如伺服控制、变频驱动、工业PLC、工业机器人等场景，EtherCAT提供实时控制通信能力，是目前工业通信应用最广泛的协议之一。

过去在EtherCAT从站控制芯片领域，鲜有国产芯片的身影，近几年随着国产芯片厂商在工业领域持续发展，国产EtherCAT从站控制芯片也已经有多家厂商推出。

方芯半导体在近期推出了从站控制芯片FCE1353/1354芯片，对标Microchip LAN9252/9253/9254系列经典产品，并实现了Pin to Pin 全兼容，支持无缝替代。

其中，FCE1353是Pin to Pin兼容Microchip的LAN9253/LAN9252的3端口ESC芯片，该芯片具有双集成以太网PHY，每个PHY提供全双工100base-TX支持HPAuto-MDIX，具有8K字节的双端口存储（DPRAM）、8个SyncManager、8个现场总线存储器管理单元（FMMU）和一个64位分布式时钟。它支持多个过程数据接口SPI/SQI、HBI和可满足客户对周期时间、集成和系统级成本的要求。

相比LAN9252，FCE1353的DPRAM （双端口RAM）容量翻倍,从 LAN9252 的 4KB 提升至 8KB，满足更复杂数据处理需求。

FCE1354可原位替代Microchip LAN9254，与FCE1353具有相同功能和特性，此外提供 32 位数字 I/O，可独立运行无需外接控制器，适用于阀门控制、多传感器采集等复杂逻辑场景。同时支持 SPI/SQI、HBI（8/16 位）及数字 I/O 等多种过程数据接口，适配主流 MCU/DSP（如 STM32F407）。

此前，先楫半导体、兆易创新、码灵半导体等国产厂商都已经推出了工业EtherCAT从站控制芯片。

先楫半导体在去年12月，推出拥有德国倍福公司（Beckhoff）正式授权EtherCAT从站控制器的高性能MCU产品 HPM6E00系列。该MCU采用RISC-V架构CPU，主频达到600MHz，提供多达 3 端口千兆以太路由模块，支持多种工业以太网协议和时间敏感网络 (TSN: Time-Sensitive Networking)，支持 32 路高分辨率 PWM 输出、16 位 ADC、Σ? 数字滤波，带有专业的编码器管理模块、灵活的外部总线和敏捷的硬件电流环功能。

兆易创新在去年11月宣布正式推出EtherCAT从站控制芯片GDSCN832系列，并获得德国倍福公司正式授权。

GDSCN832产品是一款2/3端口EtherCAT?从站控制器，集成2个内部PHY和1个MII扩展接口，内置双通道集成Ethernet物理层设备，每个通道均提供全双工100BASE-TX收发器，支持100Mbps运行。该系列支持8个现场总线存储器管理单元(FMMU)，提高了数据处理性能和安全性，有效减少内存访问延迟，进一步提升系统响应速度和实时性，为用户提供数据映射的高度灵活性。还支持8个同步管理器(Sync Manager Entities)，实现内存的高效管理。GDSCN832系列产品配置高达8KB双端口内存(DPRAM)空间，能够为复杂控制系统提供大数据量处理的基础。内置64位分布式时钟，主机总线接口通过高速同步/异步从接口实现相同功能，精度低于1uS。该产品系列支持8/16位串行/并行口通信，支持SPI/QSPI/OSPI从机接口，通信速率高达100MHz，还支持EXMC同步模式，丰富的接口选择为用户提供更灵活的接口配置方案。内部集成1.1V内核稳压器，支持单 3.3 V 电源工作；还支持1.8V-3.3V可变电压I/O。GDSCN832支持HP Auto-MDIX，能够实现直连或交叉LAN电缆连接。提供四种低功耗模式，实现能效和功耗间的优异平衡。

码灵半导体推出了CF110x系列ESC芯片，该系列芯片采用外部25 MHz晶振工作，通过并行总线和微处理进行数据交互。EEPROM用来存储从站配置信息，当CF110x系列在上电或复位后，会自动读取EEPROM内的配置数据并装入相应寄存器，CF110x系列和EEPROM通过I2C串行总线完成数据交互。CF110x系列提供了多层可编程中断结构，当CF110x系列发生中断时，微处理器进入中断程序读取CF110x系列中断寄存器判断中断事件源，从而进行相应的处理。CF110x系列内置 PHY0 和 PHY1，其与内置网络变压器的标准RJ45接口相连。单芯片支持最多3个EtherCAT 接口，可配置其中一个接口作为系统内总线接口，另外两个接口为以太网作为外总线接口。

随着工业 4.0 与智能制造的深化，EtherCAT 协议在实时性、拓扑灵活性方面的优势将进一步凸显，国内工业EtherCAT芯片也将会迎来更多机会。