高性能MCU又一力作，集成授权EtherCAT，助力工业伺服走向海内外
电子发烧友网报道（文/黄晶晶）成立不到4年的先楫半导体HPMicro陆续推出并量产6款高性能MCU，包含HPM6700/6400、HPM6300、HPM6200、HPM5300及HPM6800系列，均获得 AEC-Q100认证。成功服务超过2000家客户，产品打入工业自动化、新能源、汽车电子等领域。
在这些产品系列中其采用RISC-V内核、最高主频达800MHz、集成精准运动控制、集成2.5D图形显示等等，产品特色鲜明。可以说，提到国产高性能MCU，先楫绝对是不可忽视的存在。
最近，先楫半导体发布中国首款拥有德国倍福公司（Beckhoff）正式授权 EterhCAT 从站控制器 (ESC: EtherCAT Slave Controller) 的高性能MCU产品HPM6E00系列，将国产高性能MCU在工业领域的应用推向新高度。
先楫半导体创始人兼CEO曾劲涛表示，HPM6E00内置德国倍福公司授权的正版EtherCAT 从站控制器 IP，为先楫客户全面排除了IP上的风险。先楫MCU是中国定义、中国设计、中国制造、为中国服务的产品。这款产品填补了国内MCU市场的空白，也标志着我国工业MCU已经达到了国际先进水平。
HPM6E00系列产品提供RISC-V 双核，主频达600 MHz，片上内存可达 2 MB。具备高性能运动控制、高实时工业以太网互联的特性、多达3端口的千兆以太网交换机，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，在高精度运动控制系统中具备得天独厚的优势。
随着工业4.0的推进，工业实时以太网总线以其实时性、稳定性、数据传输的高速以及处理能力得到广泛应用。目前主要有西门子公司主导的PROFINET总线、倍福公司主导的EtherCAT总线、罗克韦尔公司主导的Ethernet/IP总线、IEEE定义的TSN（Time-Sensitive Networking)等。
EtherCAT总线在工业领域被越来越广泛的应用，全球四大机器人厂商都已经采用了EtherCAT总线通讯。但是，获得倍福公司EtherCAT正式授权的MCU公司并不多，此前主要有瑞萨电子、Microchip、TI等。先楫半导体是国内第一家获得倍福公司EtherCAT正式授权的MCU厂商。
曾劲涛表示，倍福对于EtherCAT授权，更多考量的是MCU公司的产品能力以及在工业应用上能否促进EtherCAT这一技术的广泛应用。很荣幸先楫半导体获得倍福公司的授权认可。
HPM6E00系列一共有4款型号分别是HPM6E80\70\60\50。其中HPM6E80为顶配产品，双核600MHz RISC-V，支持双精度FPU和DSP，支持3端口EtherCAT从栈控制器，以及TSN交换机，2套硬件环路控制、4套精确位置系统、8CH Σ∆ 数字滤波、4*16位2MSPS ADC等。
在HPM6E00应用框架上，EtherCAT引出两个端口接入工业现场总线，集成PWM模块驱动伺服电机，集成电动控制系统，包括脉冲式位置输入和输出，绝对式位置输入和输出，位置管理器和环路控制器。支持4套SEI串行编码器接口，具有可编程特性。用户对伺服驱动进行精确的位置传感器适配时，由于这些传感器来自不同厂家不同制式和不同协议，在可编程特性下，用户只需要简单的调整软件就可以适配不同的传感器。可编程结构还可以自定义编码器接口。此外，HPM6E00还采用Σ∆ 数字滤波支持隔离电压电流检测，并行总线外扩SDRAM、SRAM、FPGA等。
EtherCAT从栈控制器集成在芯片上，通过PDI（process data interface）接口高速连接系统总线，支持CPU和DMA的访问，支持3个网络端口，8个FMMU、8个SyncManager、60KB Process Data RAM、64bit Distributed Clock。EtherCAT的同步信号允许时间网络与电机控制外设同步。并通过I2C总线连接外扩EEPROM。
集成的高性能千兆以太网TSN交换机，支持3个外部端口和1个内部端口，支持TSN多协议的以太网互联。
总体来看，HPM6E00具有高性能双核、工业以太网系统、精确位置电动控制系统以及精确控制的特性。有望在工业伺服领域大放异彩。
目前，HPM6E00开发板套件已经上市。hpm_sdk v1.6.0版本更新，适配HPM6E00EVK开发板，EtherCAT从站软件适配，提供电动控制系统外设驱动等。
精准定位市场需求，先楫高性能MCU大有可为
先楫半导体执行副总裁 市场销售陈丹表示，中国产业升级、 企业出海，在这样的市场发展需求中，我们推出了这款市场期待已久的HPM6E00，它的一大亮点是集成高性能和EtherCAT技术，EtherCAT作为最通用和增长最快的工业实时以太网协议在中国和全球拥有大量的用户，先楫会携手更多合作伙伴一起进行资源共享、方案共创和技术创新等合作。
先楫高性能MCU已经广泛应用于工业伺服、光伏逆变、边缘AI、人形机器人等应用，据透露，先楫已经成为几乎所有人形机器人主流厂商的合作伙伴。
以人形机器人来看，全球人形机器人行业发展进入黄金时期，市场规模将呈现持续增长态势。人形机器人产业研究报告显示，预计2026年中国人形机器人市场规模超百亿，达到104.71亿元，2030年有望成长为千亿市场，市场规模达1192.46亿元。
以工业市场来看，过去很多终端厂商只能采用国外芯片厂商的产品，在国产化浪潮下工业领域的国产芯片供应成为重中之重，而工业芯片又是研发技术难度较大且替换较难的产品。先楫作为国产MCU厂商一开始就没有去卷消费类市场，而是凭借深厚的技术研发积累，找准工业市场定位。先楫半导体如今已成为工业领域高性能MCU的主流供应商之一，积极助力工业智能化和国产化进程。
就在前不久，先楫半导体宣布完成新一轮近亿元融资。所得资金将主要用于丰富其高性能微控制器的产品线，并拓展及扩大其在工业自动化、新能源和汽车电子三大领域的市场发展，尤其是加速在智能驾驶、机器人、边缘侧AI芯片等领域的开拓。
瞄准工业智能化产业升级以及新兴应用，先楫半导体持续进行芯片技术研发，工业以太网MCU/MPU产品也将更新迭代。紧跟客户需求，产品独树一帜的先楫半导体，未来有机会抓住新兴行业爆发的浪潮，实现高速成长。
从CAN到EtherCAT：工控机常用总线解析
工业控制系统的高效运行离不开各种通信技术的支持，而在众多通信协议中，CAN（Controller Area Network）和EtherCAT（Ethernet for Control Automation Technology）作为工控机常用的总线协议，扮演着至关重要的角色。本文将深入解析这两种总线协议，探讨它们在工控领域的应用和特点。
CAN总线：控制的可靠传输
CAN总线作为一种多节点通信协议，早在20世纪80年代便应用于汽车领域。它的特点在于高可靠性、实时性和抗干扰能力。CAN总线使用差分信号传输，有效地抵抗电磁干扰，使得它在工业环境中非常适用。CAN总线支持多节点连接，每个节点可以是传感器、执行器或控制器，它们通过CAN总线传递信息，实现系统的协调工作。
在工业自动化中，CAN总线广泛应用于生产线控制、机器人控制、车辆控制等领域。其实时性和可靠性使得它非常适合需要快速响应的场景。然而，CAN总线的数据传输速率相对较低，对于需要高带宽的应用来说可能有所不足。
EtherCAT总线：高速实时通信
随着工业自动化的不断发展，对于更高速、更精确的通信需求也不断涌现，这就催生了EtherCAT总线的出现。EtherCAT采用以太网作为物理层，但在其上构建了实时通信协议，具备了传统以太网所不具备的实时性。这使得EtherCAT总线成为了实现高速实时通信的理想选择。
EtherCAT的独特之处在于其分布式时钟和主从节点的架构。在EtherCAT总线上，各个从节点通过一个循环传递的数据帧来传输信息，而主节点则负责控制总线的时钟同步。这种设计使得EtherCAT能够实现低延迟的高速通信，适用于需要高带宽和实时性的场景，如高速生产线上的数据传输和控制。
总结：协同发展，各具特色
综上所述，CAN总线和EtherCAT总线都在工控领域扮演着重要的角色，它们各自具有独特的特点和适用范围。CAN总线适用于对可靠性和抗干扰性要求较高的场景，如汽车电子、工业机器人等。而EtherCAT总线则以高速实时通信为特点，适合需要高带宽和低延迟的应用，如高速生产线和精密控制系统。
在工业自动化领域，不同的应用场景可能需要不同的总线技术来实现最佳性能。工程师们可以根据具体需求选择合适的总线协议，以确保系统的稳定运行和高效工作。无论是CAN总线还是EtherCAT总线，它们都为工业控制系统的发展做出了重要贡献，推动着工业自动化迈向更高的水平。
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