電子發燒友網綜合報道 EtherCAT從站控制芯片是實現EtherCAT數據鏈路層協議的專用芯片 ，主要用于處理EtherCAT數據幀，并為從站控制裝置提供數據接口。在工業自動化，比如伺服控制、變頻驅動、工業PLC、工業機器人等場景，EtherCAT提供實時控制通信能力，是目前工業通信應用最廣泛的協議之一。

過去在EtherCAT從站控制芯片領域，鮮有國產芯片的身影，近幾年隨著國產芯片廠商在工業領域持續發展，國產EtherCAT從站控制芯片也已經有多家廠商推出。

方芯半導體在近期推出了從站控制芯片FCE1353/1354芯片，對標Microchip LAN9252/9253/9254系列經典產品，并實現了Pin to Pin 全兼容，支持無縫替代。

其中，FCE1353是Pin to Pin兼容Microchip的LAN9253/LAN9252的3端口ESC芯片，該芯片具有雙集成以太網PHY，每個PHY提供全雙工100base-TX支持HPAuto-MDIX，具有8K字節的雙端口存儲（DPRAM）、8個SyncManager、8個現場總線存儲器管理單元（FMMU）和一個64位分布式時鐘。它支持多個過程數據接口SPI/SQI、HBI和可滿足客戶對周期時間、集成和系統級成本的要求。

相比LAN9252，FCE1353的DPRAM （雙端口RAM）容量翻倍,從 LAN9252 的 4KB 提升至 8KB，滿足更復雜數據處理需求。

FCE1354可原位替代Microchip LAN9254，與FCE1353具有相同功能和特性，此外提供 32 位數字 I/O，可獨立運行無需外接控制器，適用于閥門控制、多傳感器采集等復雜邏輯場景。同時支持 SPI/SQI、HBI（8/16 位）及數字 I/O 等多種過程數據接口，適配主流 MCU/DSP（如 STM32F407）。

此前，先楫半導體、兆易創新、碼靈半導體等國產廠商都已經推出了工業EtherCAT從站控制芯片。

先楫半導體在去年12月，推出擁有德國倍福公司（Beckhoff）正式授權EtherCAT從站控制器的高性能MCU產品 HPM6E00系列。該MCU采用RISC-V架構CPU，主頻達到600MHz，提供多達 3 端口千兆以太路由模塊，支持多種工業以太網協議和時間敏感網絡 (TSN: Time-Sensitive Networking)，支持 32 路高分辨率 PWM 輸出、16 位 ADC、Σ? 數字濾波，帶有專業的編碼器管理模塊、靈活的外部總線和敏捷的硬件電流環功能。

兆易創新在去年11月宣布正式推出EtherCAT從站控制芯片GDSCN832系列，并獲得德國倍福公司正式授權。

GDSCN832產品是一款2/3端口EtherCAT?從站控制器，集成2個內部PHY和1個MII擴展接口，內置雙通道集成Ethernet物理層設備，每個通道均提供全雙工100BASE-TX收發器，支持100Mbps運行。該系列支持8個現場總線存儲器管理單元(FMMU)，提高了數據處理性能和安全性，有效減少內存訪問延遲，進一步提升系統響應速度和實時性，為用戶提供數據映射的高度靈活性。還支持8個同步管理器(Sync Manager Entities)，實現內存的高效管理。GDSCN832系列產品配置高達8KB雙端口內存(DPRAM)空間，能夠為復雜控制系統提供大數據量處理的基礎。內置64位分布式時鐘，主機總線接口通過高速同步/異步從接口實現相同功能，精度低于1uS。該產品系列支持8/16位串行/并行口通信，支持SPI/QSPI/OSPI從機接口，通信速率高達100MHz，還支持EXMC同步模式，豐富的接口選擇為用戶提供更靈活的接口配置方案。內部集成1.1V內核穩壓器，支持單 3.3 V 電源工作；還支持1.8V-3.3V可變電壓I/O。GDSCN832支持HP Auto-MDIX，能夠實現直連或交叉LAN電纜連接。提供四種低功耗模式，實現能效和功耗間的優異平衡。

碼靈半導體推出了CF110x系列ESC芯片，該系列芯片采用外部25 MHz晶振工作，通過并行總線和微處理進行數據交互。EEPROM用來存儲從站配置信息，當CF110x系列在上電或復位后，會自動讀取EEPROM內的配置數據并裝入相應寄存器，CF110x系列和EEPROM通過I2C串行總線完成數據交互。CF110x系列提供了多層可編程中斷結構，當CF110x系列發生中斷時，微處理器進入中斷程序讀取CF110x系列中斷寄存器判斷中斷事件源，從而進行相應的處理。CF110x系列內置 PHY0 和 PHY1，其與內置網絡變壓器的標準RJ45接口相連。單芯片支持最多3個EtherCAT 接口，可配置其中一個接口作為系統內總線接口，另外兩個接口為以太網作為外總線接口。

隨著工業 4.0 與智能制造的深化，EtherCAT 協議在實時性、拓撲靈活性方面的優勢將進一步凸顯，國內工業EtherCAT芯片也將會迎來更多機會。