你没看错，单芯片就能实现EtherCAT工业以太网通信！

时间： 2016-03-21 来源：世强

技术问答

物联网和制造业服务正宣告着第四次工业革命——工业4.0的到来，这意味着第三代的工业自动化技术已经开始在各个工厂间蔓延开来，而第三代的工业自动化采用了以工业以太网为基础的通信技术，工业以太网无缝连接的自动化网络的各个层次，逐渐取代现场总线的应用。

主干信息网络直接垂直管理自动化设备，淡化了工业网络的层次概念，各个层次之间无缝连接，控制实时性得到大幅度提高。而最核心的除了上位机的主站，伺服、远程I/O、PLC、机器人等从站设备也逐渐开始增加工业以太网的控制协议，国内最著名的几家伺服研发生产厂家也在近两年陆续开始将设备的总线协议换成工业以太网协议。

在国内的工控设备领域，目前最主流的工业以太网协议是EtherCAT，这也跟提出该协议的德国倍福自动化有限公司在早期的大力推广有很大关系。而目前市场上可以支持ESC(EtherCAT Slave Controller)的方案可以分为以下几类：

1、SOC芯片方案

单芯片实现工业电机控制及EtherCAT以太网通信，优势是集成度更高，控制的实时性更好，对芯片内核的要求也更高，SOC方案也是未来的主流趋势。

2、以太网控制器+PHY的方案

这种方案的功能比较有局限性，不利于厂家后续的产品升级和功能拓展。

3、FPGA IP-core

一次性投入较大，开发门槛较高，优势是无货期的限制、除了PHY以外，都可以用SOC构建。

针对第一种方案---SOC芯片，许多伺服行业的专家在评估后重点推荐瑞萨的RZ/T1系列。首先，RZ/T1是瑞萨专门为伺服、工控行业推出的高端MPU系列产品，已经有较丰富的产品种类，在2014年已经量产；其次，它内部拥有全球最高性能的实时MCU，集成了Cotex ARM最新的R4F内核，专门用于实时控制，瑞萨在EEMBC网站上公布的CoreMark测试结果RZ/T1可以达到1900CM，大大超过了其他实时MCU；再有，RZ/T1的内部还集成了EtherCAT控制器、以太网加速器、实时OS加速器以及可支持多协议的编码器接口；最后一点，就是成本优势，这样一颗高端的SOC芯片在成本方面与后两种方案相差无几，性价比非常高。

RZ/T1三大特点

图1：RZ/T1三大特点

对于传统的伺服系统，原来的方案是MCU/DSP外加一颗硬件IP（ASSP）,在编码器接口通过FPGA来实现同步协议，而使用瑞萨的RZ/T1，只需要一颗芯片就可以实现MCU+硬件IP+FPGA的功能，性价比和集成度更高。

图2：AC伺服方案-内置编码接口器的单芯片解决

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江山无限辉 Lv3. 高级工程师 2018-08-24

不错
碧水孤鹜 Lv8. 研究员 2018-03-26

学习

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器件选型发布时间 : 2020-03-09