總線型伺服器是指利用總線技術將多個伺服驅動器、傳感器、控制器等連接在一起，形成一個整體控制系統，實現了伺服系統的聯動控制和數據傳輸。這種集成化的控制方式不僅提高了系統的可靠性和響應速度，還顯著降低了系統的維護成本，實現智能化生產，是現代工業自動化系統中不可或缺的關鍵組成部分。

國產高性能微控制器產品及解決方案服務商——上海先楫半導體科技有限公司（先楫半導體，HPMicro）研制的HPM6E00伺服驅動器方案是一款采用德國倍福正版授權ESC芯片，支持標準EtherCAT通訊、符合CiA402協議，具備FOE+OTA功能和完整的三環控制功能，完全開源的伺服驅動器方案。該方案成熟及完整度高，以量產為目標，高性價比優勢明顯，達到國內伺服行業的主流產品標準，能極大降低伺服產品的開發難度，有效縮短產品上市時間。

先楫HPM6E00伺服驅動器支持單相AC~90V- AC~253V 電源供電，配合100W~750W 高響應伺服電機（電機搭配17位絕對值編碼器），實現全閉環功能，電機運行安靜平穩。該方案支持適配電機、支持EtherCAT總線控制，支持DI輸入和DO輸出，具備過流、過壓、過載等保護。該方案應用于電子制造、鋰電、機械手、包裝、機床等行業的自動化設備，以其高性能實現快速精確的位置控制、速度控制和轉矩控制，提高系統的響應速度和生產效率，降低維護成本，助力企業高效實現生產智能化。

方案特點

采用先楫半導體國產高性能MCU HPM6E80

- 主頻600MHz，雙核，性能超過 3390 CoreMark 和 1710 DMIPS

- 支持TSN、千兆工業以太網，支持Beckoff（德國倍福）授權的EtherCAT

- 硬件電流環，Σ? 數字濾波，各種編碼器接口，包括旋變解碼、多摩川、BISS等

- 4個2MSPS，16位高精度 ADC

- 32路100ps高精度PWM信號

支持COE、FOE+OTA等功能

完全開源的軟件，包含CiA402、三環控制的源碼

配套商用和開源主站：基于HPM6800

支持多種模式：CSP\CSV\CST\PP\PV\HM

完整的位置、速度、力矩三環控制

量產級的參考方案，能幫助客戶快速進行產品設計和交付

支持第三方付費定制開發

規格參數：

MCU：HPM6E80 (只使用了CPU0)

• 輸入電壓范圍：AC~90V- AC~253V
• 額定功率：750W
• 額定電流：5A
• 額定轉速：3000RPM （根據適配電機）

適配電機：5對極伺服電機

• 編碼器：電機適配17位絕對值編碼器(多摩川)
• 支持通訊方式：EtherCAT (支持CiA402協議)

支持功能：

• 支持的操作模式：CSP，CSV，CST， PP、PV
• 豐富的回零HM模式；
• 位置、速度、力矩三環控制；
• 上電軟起動、掉電電機繞組短路等；
• 保護功能：過流、過壓、欠壓、過載、堵轉、過熱等

HPM6E00 MCU優勢

• 高性能RISC-V雙核，主頻高達600MHz
• 高達2MB SRAM
• 支持TSN網關，3個外部端口+1個內部端口
• 支持EtherCAT Slave控制器，3個MAC端口
• 1個千兆以太網MAC控制器
• 32通道高分辨率PWM控制器，100ps
• 增量式和絕對值位置傳感器接口x4
• 串行編碼器輸入/輸出：支持多摩川，BISS-C，ENDAT等
• 8個CAN-FD接口
• 4個16b SAR ADC
• 2個4通道ΣΔ濾波器
• 封裝：-289BGA，14x14，0.8pitch- 196BGA，12x12，0.8pitch
• 工作溫度TA：-40 ~ 105?C

核心硬件功能

EtherCAT高壓伺服驅動器是先楫研制的高性能中小功率的直流伺服產品，支持的功率范圍為100W~750W，采用以太網通訊接口，支持EtherCAT通訊協議，配合上位機可實現多臺伺服驅動器聯網運行。

電路設計包含：

電源模塊：將AC220V整流成DC310V提供給電機驅動模塊。

通訊模塊：負責EtherCAT通訊，菜單控制交互，調試交互。

電機控制模塊：負責電機驅動， 電機電流采樣 ，母線電壓采樣，編碼器讀取，故障保護。

軟件方案

軟件基礎流程，參考如下圖：