【IC】有动静！先楫出了颗适用机器人的国内首款内嵌ESC高性能MCU——HPM6E00

时间： 2024-07-03 来源：先楫半导体HPMicro公众号

技术问答

近期，先楫半导体（HPMicro）推出的新款MCU——HPM6E00，引发了外界的广泛关注。这家成立仅四年的公司，凭借“国内首款内嵌ESC的高性能MCU”，再次证明了其在MCU领域的创新实力。

那么，ESC是什么？ESC，即EtherCAT（Ethernet for Control Automation Technology）从站控制器，它是EtherCAT现场设备中的核心芯片组件。ESC为开发者和用户提供了一个统一的接口，使得他们能够便捷地利用EtherCAT设备。在工业自动化领域，ESC被广泛应用于EtherCAT运动控制器中，以实现对电机、伺服系统等运动设备的精确操控。

无疑，EtherCAT是重点。随着工业4.0的推进，工业自动化和智能化需求日益提升，对控制系统的实时性、稳定性、可靠性以及数据传输和处理能力提出了更高要求。在这一背景下，工业实时以太网总线技术逐渐崭露头角，成为工业现场总线的主导。例如由西门子公司主导的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。

这其中，EtherCAT以其高性能和高效率而著称，能够实现微秒级的扫描周期，大幅提升设备的控制精度和运行效率。其灵活的网络拓扑结构简化了系统配置，同时优化了数据帧传输，提高了数据利用率。此外，EtherCAT还具有低成本、高设备连接数（最多可达65535个设备）、强大的诊断能力等优势。

正因如此，EtherCAT已在全球范围内得到了越来越广泛的应用，特别是在运动控制领域，全球四大机器人厂商都已经采用了EtherCAT总线通讯。可以说，在工业4.0时代，EtherCAT已经成为了新一代工业控制系统的标配。

不过，尽管EtherCAT热度上升，但真正获得倍福公司IP授权的MCU产品却并不多。EtherCAT技术由EtherCAT技术协会（ETG）负责管理和推广，该协会提供技术支持并确保技术的兼容性，从而推动EtherCAT在全球范围内的广泛应用。值得注意的是，EtherCAT主站的实施授权是免费的，但有一个前提条件，即必须确保协议的兼容性以维护其法律效力。

对于从站设备，EtherCAT采用了与CAN总线类似的授权方式，其独特之处在于，授权费用已经包含在了EtherCAT ESC芯片的价格中。这意味着，ESC供应商需要预先获取授权许可，而设备制造商则无需承担任何额外的授权费用。然而，目前市场上获得倍福授权的EtherCAT MCU产品数量有限，且主要集中在欧美厂商，如英飞凌、Microchip、TI以及瑞萨电子等。

这就不难理解此次先楫推出的HPM6E00为什么会引发外界关注了，一如先楫半导体创始人兼CEO曾劲涛所言，HPM6E00内置倍福授权的正版EtherCAT ESC 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。

从先楫公开的资料看，HPM6E00具备高性能运动控制、高实时工业以太网互联的特性、提供RISC-V双核，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），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，尤其适用于高精度运动控制系统。

图：HPM6E00片内资源及性能

先楫为之提供的开发板 HPM6E00EVK，提供双百兆网口，实现ESC功能，RGMII千兆网口，CAN接口，音频接口，sigma-detal转换接口，HS USB接口以及标准的电机接口可以适配先楫的电机驱动板。同时HPM6E00EVK的FEMC/PPI插槽，方便用户实现各类总线接口，并默认提供FEMC/PPI子板，可以实现SDRAM和并口的ADC采样功能。此外，开发板还提供树莓派接口以及板载的调试接口可以方便用户进行调试，同时也提供标准的JTAG接口供用户选择。

先楫半导体执行副总裁/市场销售陈丹认为，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，中国也处在产业升级、企业出海的市场发展需求中，先楫推出的这款市场期待已久的HPM6E00，集成高性能和EtherCAT技术，将为合作伙伴提供更多的资源共享、方案共创和技术创新等合作。

来自客户的反馈也反映出市场对这颗芯片的关注，包括致远、三旺通信、显控科技等都表示，作为市场上呼唤已久的产品，HPM6E00的发布对工业互联网具有重要意义。据悉，目前该产品已在驱控一体多轴伺服驱动器、多轴伺服驱动、交流伺服驱动等多个自动化平台系统中得到应用。

7700万个，这是ETG对全球EtherCAT节点的数量的最新统计。仅2023年一年内，就新增了1800万个节点。这一显著的增长反映了EtherCAT技术在工业自动化和控制领域的广泛应用和快速发展趋势。而凭借HPM6E00，先楫将进一步在国内外相关市场展现其强劲的竞争力。

以上文章来源于响指，作者陆楠。

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HPM5301IEG1	高性能微控制器	CAN FD	USB HS 带 PHY ×1	32 位 RISC-V 处理器	9	360MHz	4	4	288KB	6*6 QFN48 P0.4	2