產(chǎn)研：發(fā)力工控市場，為何各大MCU巨頭紛紛支持 EtherCAT？

HPM6E00系列，來源：先楫半導(dǎo)體

工業(yè)控制是全球MCU的第二大應(yīng)用領(lǐng)域。這些MCU在PLC控制器、電機、儀表和工業(yè)機器人中起關(guān)鍵作用。Statista預(yù)計全球工業(yè)控制和自動化市場將從2022年的2343億美元增長到2026年的3396億美元，年均增長率為9.7%。隨著我國制造業(yè)智能化水平的不斷升級，數(shù)控機床、精密機械、鋰電設(shè)備、新能源汽車、機器人等高科技含量的新興產(chǎn)業(yè)逐漸嶄露頭角，MCU作為工業(yè)自動化的關(guān)鍵部件，必然朝向更高算力、更高智能和更低功耗的方向發(fā)展，從而推動工控MCU的需求和性能不斷升級。

長期關(guān)注工業(yè)控制的朋友大都了解，運動控制器是運動控制的大腦，分為PC-Based、專用控制器、PLC三類。其中核心的伺服系統(tǒng)是運動控制的中樞神經(jīng)和動力系統(tǒng)，由伺服驅(qū)動器、電機、編碼器組成，而這三大類都離不開高算力MCU的支持。

國內(nèi)廠商意識到 EtherCAT 技術(shù)的重要性，逐步尋求獲得 ESC 授權(quán)，以提高產(chǎn)品競爭力并參與更廣泛的 生態(tài)系統(tǒng)。中國工業(yè)芯片廠商在獲得ESC授權(quán)方面起步較晚，長期以來使用的都是德州儀器、瑞薩、英飛凌等國外品牌 MCU。即便有些國內(nèi)芯片廠商宣稱支持 EtherCAT，授權(quán)也非來自 倍福Beckhoff 官方正版，帶來技術(shù)支持和軟件更新隱患，影響國產(chǎn)工控設(shè)備進軍海外市場的合規(guī)性。因此，中國需要擁有自主可控、正牌官方授權(quán)的 EtherCAT 從站控制器的工業(yè)級高性能 MCU。而這一點，被先楫半導(dǎo)體做到了。

近日，國產(chǎn)高端MCU代表廠商先楫半導(dǎo)體（HPMicro）推出的新款MCU——HPM6E00，面向工業(yè)自動化、新能源及汽車電子三大應(yīng)用領(lǐng)域，已在編碼器和伺服驅(qū)動器、微型逆變器、IMU、ECU和汽車座椅門控模塊等應(yīng)用中顯示出優(yōu)勢。該系列提供-40—105℃ Ta選項，滿足工業(yè)級和車規(guī)級環(huán)境需求。據(jù)了解，HPM6E00是中國定義、中國設(shè)計、中國制造、為中國服務(wù)的產(chǎn)品，填補了國內(nèi)MCU市場的空白。值得重點關(guān)注的是，作為“國內(nèi)首款內(nèi)嵌ESC的高性能MCU”， 內(nèi)置倍福授權(quán)的正版EtherCAT ESC IP，解決了IP風險問題，標志著我國工業(yè)MCU達到了國際先進水平。

為什么要選擇EtherCAT？

ESC 是 EtherCAT 現(xiàn)場設(shè)備中的核心芯片組件，為開發(fā)者和用戶提供統(tǒng)一接口，廣泛應(yīng)用于EtherCAT運動控制器中，實現(xiàn)對電機、伺服系統(tǒng)等運動設(shè)備的精確操控。ESC 芯片供應(yīng)商需要授權(quán)，但最終用戶、系統(tǒng)集成商等無需支付額外授權(quán)費用。

EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) 是一種實時工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，最初由德國的倍福公司（Beckhoff）開發(fā)。EtherCAT 具有快速、穩(wěn)定、靈活及向下兼容的特點，自2003年推出以來，已成為IEC國際標準和SEMI標準，并在2014年成為中國國家推薦性標準。EtherCAT 技術(shù)協(xié)會（ETG）推廣和研發(fā)這項技術(shù)。

據(jù)了解， EtherCAT 適用于機器人、機床、包裝機械、印刷機、塑料制造機器、沖壓機、半導(dǎo)體制造機器、試驗臺、測試系統(tǒng)、抓取機器、電廠、變電站、材料處理應(yīng)用、行李運送系統(tǒng)、舞臺控制系統(tǒng)、自動化裝配系統(tǒng)、紙漿和造紙機、隧道控制系統(tǒng)、焊接機、起重機和升降機、農(nóng)場機械、海岸應(yīng)用、鋸木廠、窗戶生產(chǎn)設(shè)備、樓宇控制系統(tǒng)、鋼鐵廠、風機、家具生產(chǎn)設(shè)備、銑床、自動引導(dǎo)車、娛樂自動化、制藥設(shè)備、木材加工機器、平板玻璃生產(chǎn)設(shè)備、稱重系統(tǒng)等領(lǐng)域。特別是在運動控制領(lǐng)域，全球四大機器人廠商都采用了EtherCAT總線通訊。

EtherCAT 是最快的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，提供納秒級精確同步。它能顯著提高應(yīng)用效率，減少處理步驟中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換等待時間。相較于其他總線系統(tǒng)，EtherCAT 能減少 25%-30% 的 CPU 負載。在最佳情況下，EtherCAT 性能可以提高精度，獲得更高的吞吐量，并降低成本。

時間要求苛刻的任務(wù)，降低設(shè)備成本。EtherCAT 不需交換機或其他有源基礎(chǔ)組件，節(jié)省組件及其安裝、配置和維護成本。

筆者根據(jù)公開資料，總結(jié)了一下EtherCAT 的技及優(yōu)勢：

EtherCAT 的技術(shù)特點及優(yōu)勢，來源：與非研究院整理

EtherCAT 使配置、檢測、維護變得簡單：自動配置地址，無需手動配置。低總線負載和點對點的物理層改善抗電磁干擾能力。網(wǎng)絡(luò)可準確定位潛在干擾，減少故障排除時間。EtherCAT 出色的性能降低網(wǎng)絡(luò)調(diào)試需求，高帶寬可將 TCP/IP 與控制數(shù)據(jù)同時傳輸。無需使用 MAC 或 IP 地址，不需 IT 專家配置交換機或路由器。

EtherCAT的運行原理，來源：EGT

EtherCAT 應(yīng)用中，機器結(jié)構(gòu)決定網(wǎng)絡(luò)拓撲，無需交換機或集線器，幾乎無限數(shù)量的節(jié)點可組成線型、樹型、星型拓撲及其組合。具備自動鏈接檢測功能，節(jié)點和網(wǎng)段可在運行中斷開及重新連接。線型拓撲可以拓展為環(huán)形拓撲，實現(xiàn)線纜冗余。主站設(shè)備僅需第二個以太網(wǎng)口，而從站設(shè)備已具備冗余功能，因此可在機器運轉(zhuǎn)過程中進行設(shè)備交換。

EtherCAT 的關(guān)鍵在于其節(jié)點對以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的處理：每個節(jié)點讀取并寫入數(shù)據(jù)幀，使得每個周期通常用一個數(shù)據(jù)幀實現(xiàn)整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)刷新，網(wǎng)絡(luò)無需使用交換機或集線器。這種方式提高了帶寬利用率和實時性，保證了高效的數(shù)據(jù)傳輸和處理。隨著工業(yè)4.0的推進，EtherCAT技術(shù)將在工業(yè)自動化和智能化領(lǐng)域扮演越來越重要的角色，成為新一代工業(yè)控制系統(tǒng)的標配。其高性能、靈活性和低成本優(yōu)勢將推動其在更多應(yīng)用場景中的廣泛應(yīng)用。

Ethercat的市場現(xiàn)狀？

2020 年 Ethercat 通信協(xié)議控制器成為主流，來源：睿工業(yè),平安證券研究所

近年來，中國政府正在大力推動工業(yè)升級和智能制造，對高性能通信協(xié)議需求越來越大。在工業(yè)自動化場景下，通訊協(xié)議需要具備實時性和高容錯率，例如生產(chǎn)線上的電機協(xié)同工作需近乎實時且無縫對接。Ethercat 通信協(xié)議憑借其實時性、低時延逐漸取代其它的工業(yè)通信協(xié)議占據(jù)市場份額。先楫半導(dǎo)體創(chuàng)始人兼CEO曾勁濤對筆者表示，傳統(tǒng)的485通信速度較低，更高的數(shù)據(jù)傳輸速率（如千兆）能夠大幅提升傳輸速度和數(shù)據(jù)存儲量，提高效率并降低錯誤率。此外，由于串行協(xié)議具有良好的可靠性和實用性，使得實時通訊在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用成為可能。

現(xiàn)場總線、 工業(yè)以太網(wǎng)和無線的市場份額（來源：HMS Networks，2024 年）

根據(jù)HMS Networks（2024年）的數(shù)據(jù)，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)市場正在快速擴展，預(yù)計2024年將增長7%。工業(yè)以太網(wǎng)在市場中占據(jù)主導(dǎo)地位，占所有新安裝節(jié)點的71%（去年為68%）。現(xiàn)場總線的使用率從24%下降到22%，無線技術(shù)略微下降，從8%降到7%。在主要競爭者中，PROFINET以23%的新安裝節(jié)點占據(jù)首位，其次是EtherNet/IP，占21%，而EtherCAT的占比為16%。

近年來EtherCAT節(jié)點數(shù)量增長情況（來源：ETG）

2023年，EtherCAT技術(shù)協(xié)會（ETG）報告全球節(jié)點數(shù)量已達7700萬個，僅2023年一年就新增了1800萬個節(jié)點。這一增長基于實際銷售的EtherCAT芯片數(shù)量，不包括總線模塊中使用的芯片。ETG執(zhí)行董事Martin Rostan指出，盡管半導(dǎo)體危機和整體經(jīng)濟環(huán)境的降溫，EtherCAT的增長仍保持強勁。

EtherCAT技術(shù)由ETG管理和推廣，提供技術(shù)支持并確保兼容性。EtherCAT主站的實施授權(quán)是免費的，但需要保證協(xié)議的兼容性。對于從站設(shè)備，授權(quán)費用已包含在EtherCAT ESC芯片的價格中。

EtherCAT陣營的玩家有哪些？

據(jù)了解，目前市面上的EtherCAT從站方案主要由歐美原廠推出，傳統(tǒng)方案如倍福的ET1100芯片，需要主控+ESC+PHY的組合，成本較高，難以適應(yīng)國內(nèi)市場的競爭節(jié)奏。另一種是集成了PHY的ESC方案，如LAN925和AX58100，成本有所降低。第三種是瑞薩n2l、英飛凌等廠商的方案，將主控集成到ESC中，性能逐步提高。

EtherCAT相關(guān)方案及產(chǎn)品類型（部分），來源：與非研究院整理

任何一個EtherCAT從站，無論是IO模塊，還是伺服電機，都需要ESC來實現(xiàn)EtherCAT通信。ESC可分為以下幾種：

ASIC芯片形式的ESC：開發(fā)一個從站需要購買一個ESC，50個從站需要50個ESC。比如Beckhoff的ET1100、ET1200；Hilscher的netX500、netX51、netX52、netX100；ADI的TMC8462；HMS的Anybus NP40等。一般形式是一個微控制器配合一個ESC，再加上外接的PHY等器件。有些ESC如ET1100在沒有微控制器作為主控的情況下也可作為一個簡單的EtherCAT從站，但只能實現(xiàn)最基礎(chǔ)的IO點功能。

IP Core形式的ESC：此類ESC以IP Core的形式存在，開發(fā)任何數(shù)量的從站只需購買一次IP Core即可。如Beckhoff的ET1810/1811/1812（用于Altera FPGA）和ET1851/1816/1817（用于Xilinx FPGA）。這種方式使用FPGA實現(xiàn)ESC功能，提供高性能和靈活性。

集成了PHY的ESC解決方案：如亞信電子的AX58100、AX58200和AX58400；Microchip的LAN9252、LAN9253和LAN9254。這些方案集成了PHY，降低了成本。

主控集成了ESC：如英飛凌的XMC4300、XMC4800；瑞薩電子的RZ/N2L、RZ/T2M、RX72M等。性能更高。

EtherCAT從站設(shè)備使用價格低廉的從站控制器芯片（ESC）。ESC可以是ASIC、FPGA，或集成有該協(xié)議標準的微控制器。對于簡單的EtherCAT從站設(shè)備，甚至無需額外的微控制器，其輸入輸出可直接與ESC連接。對于較復(fù)雜的從站設(shè)備，微控制器性能會略微影響其通信性能，多數(shù)情況下，一個8位的微控制器就足夠了。授權(quán)需要從EtherCAT的專利方Beckhoff獲得。目前，EtherCAT的從站控制器可以從亞信電子、先楫半導(dǎo)體、Beckhoff、Hilscher、HMS、英飛凌、Innovasic、Microchip、Profichip、德州儀器、ADI（收購了Trinamics）、瑞薩電子、Intel及AMD（收購了Xilinx）獲取。

盡管EtherCAT廣受歡迎，但獲得倍福公司IP授權(quán)的MCU產(chǎn)品數(shù)量有限。目前，獲得倍福授權(quán)的MCU產(chǎn)品主要來自歐美廠商，如英飛凌、Microchip、TI和瑞薩電子。近年來，國內(nèi)EtherCAT芯片技術(shù)取得顯著進展，市場上出現(xiàn)了新的國產(chǎn)解決方案，進一步推動了EtherCAT在中國的采用。

國產(chǎn)EtherCAT芯片，來源：與非研究院整理

近幾年，國內(nèi)EtherCAT芯片技術(shù)快速發(fā)展，國產(chǎn)ESC芯片逐漸出現(xiàn)。除了先楫半導(dǎo)體推出的HPM6E00之外，還有例如亞信電子的AX58100、AX58200和AX58400，中科微的CT1130系列。這些方案降低了成本，提高了性能，增強了市場競爭力?？偟膩砜?，無論是ASIC芯片、IP Core形式的ESC，還是集成了PHY或主控的ESC解決方案，EtherCAT技術(shù)在工業(yè)自動化領(lǐng)域的應(yīng)用將不斷擴大和深化。

HPM6E00為何能成為工業(yè)“芯”標桿？

先楫半導(dǎo)體執(zhí)行副總裁兼市場銷售負責人陳丹對筆者表示，EtherCAT作為最通用和增長最快的工業(yè)實時以太網(wǎng)協(xié)議，在中國和全球擁有大量用戶。中國正處在產(chǎn)業(yè)升級和企業(yè)出海的市場發(fā)展需求中，先楫推出的這款市場期待已久的HPM6E00系列產(chǎn)品，集成了高性能和EtherCAT技術(shù)，將為合作伙伴提供更多的資源共享、方案共創(chuàng)和技術(shù)創(chuàng)新合作。

據(jù)介紹，HPM6E00系列產(chǎn)品在高性能MCU與高實時性、低延時工業(yè)以太網(wǎng)的結(jié)合上實現(xiàn)了突破，具備高性能運動控制和高實時工業(yè)以太網(wǎng)互聯(lián)特性，提供RISC-V雙核、多達3端口千兆以太路由模塊，支持多種工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議和時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN: Time-Sensitive Networking），支持32路高分辨率PWM輸出、16位ADC、ΣΔ數(shù)字濾波，帶有專業(yè)的編碼器管理模塊、靈活的外部總線和敏捷的硬件電流環(huán)功能，在高精度運動控制系統(tǒng)中具備顯著優(yōu)勢。先楫半導(dǎo)體HPM6E00系列產(chǎn)品致力于將硬件和控制環(huán)路小型化，實現(xiàn)了高性能MCU與高實時性、低延時工業(yè)以太網(wǎng)的高度集成，避免了信號處理過程中的二次運算，提高了整體效率，十分適合用于高性能伺服電機控制、機器人運動控制、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)等多樣化應(yīng)用中。

為了進一步支持開發(fā)者，先楫半導(dǎo)體為HPM6E00系列提供了開發(fā)板HPM6E00EVK。該開發(fā)板具備雙百兆網(wǎng)口，實現(xiàn)ESC功能，RGMII千兆網(wǎng)口、CAN接口、音頻接口、sigma-delta轉(zhuǎn)換接口、HS USB接口及標準的電機接口等，可以適配先楫的電機驅(qū)動板。同時，HPM6E00EVK的FEMC/PPI插槽，使用戶能夠?qū)崿F(xiàn)各類總線接口，并默認提供FEMC/PPI子板，能夠?qū)崿F(xiàn)SDRAM和并口的ADC采樣功能。此外，開發(fā)板還提供樹莓派接口和板載調(diào)試接口，方便用戶進行調(diào)試，并提供標準的JTAG接口供用戶選擇。這一系列配置極大地方便了開發(fā)者的使用，提升了開發(fā)效率。

先楫半導(dǎo)體HPM6E00系列產(chǎn)品的上市，標志著高性能MCU與高實時性工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的完美結(jié)合，能夠賦能行業(yè)客戶在工業(yè)自動化領(lǐng)域大展拳腳，應(yīng)用于高性能伺服電機控制、機器人運動控制、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)等多樣化領(lǐng)域。

HPM6E00系列，來源：先楫半導(dǎo)體

HPM6E00產(chǎn)品性能詳解：主頻 600 MHz， RISC-V 雙核， 片上內(nèi)存可達 2 MB。

實時以太網(wǎng)系統(tǒng)：

千兆以太網(wǎng)路由器，支持多達 3 個外部端口和 1 個內(nèi)部端口， 支持時間敏感網(wǎng)絡(luò)。

EtherCAT 從站控制器， 支持多達 3 個端口。

增強運動控制系統(tǒng)：

4 個 8 通道增強型 PWM 控制器， PWM 調(diào)制精度高達 100ps。

多種運動傳感器接口， 包括增量式和絕對值位置傳感器接口，旋轉(zhuǎn)變壓器接口和磁編碼器接口。

脈沖式位置輸出接口和絕對值位置輸出接口。

運動和位置控制單元。

硬件空間矢量變換和閉環(huán)控制單元。

可編程邏輯單元 PLB。

電源系統(tǒng)：

集成高效率 DCDC 轉(zhuǎn)換器和 LDO, 支持系統(tǒng)單電源供電，可動態(tài)調(diào)節(jié)輸出電壓實現(xiàn)性能-功耗平衡， 兼顧了電源的靈活性，易用性和效率。

多電源域設(shè)計，靈活支持各種低功耗模式。

超低功耗待機。

豐富外設(shè)：

多種通訊接口： 1 個內(nèi)置 PHY? 的高速 USB，多達 8 路 CAN/CAN-FD，以及豐富的 UART、SPI、I2C 等外設(shè)。

Σ? 數(shù)字濾波 SDM，包含 SINC 數(shù)字濾波器， 可外接Σ? 調(diào)制器。

4 個 2MSPS 16 位高精度 ADC，配置為 12 位精度時轉(zhuǎn)換率可達 4MSPS，多達 32 個模擬輸入通道； 8 個模擬比較器。

多達 20 路 32 位定時器， 5 個看門狗和 RTC。

2 個 8 通道 I2S 和數(shù)字麥克風。

HPM6E00片內(nèi)資源及性能，來源：先楫半導(dǎo)體

除了HPM6E00系列，先楫半導(dǎo)體還推出了高性能RISC-V內(nèi)核通用微控制器HPM5300系列。該系列支持雙精度浮點運算及強大的DSP擴展，主頻480MHz，達到甚至超越國際主流高性能MCU產(chǎn)品。HPM5300系列是先楫半導(dǎo)體第一款全系列內(nèi)置1MB Flash的產(chǎn)品，同時內(nèi)置288KB SRAM，避免了低速外部存儲器引發(fā)的性能損失。模擬部分集成16位ADC、12位DAC及運放，增強系統(tǒng)精度，配置兩個八通道的PWM模塊，并引入PLB可編程邏輯單元，實現(xiàn)豐富、多邏輯的保護，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

先楫半導(dǎo)體HPM產(chǎn)品系列，來源：先楫半導(dǎo)體

HPM5300系列具備卓越的通訊能力，提供多種可靈活配置的接口，包括4路CAN-FD、4路LIN、多路UART/SPI/I2C及USB OTG內(nèi)置HS PHY，能夠輕松實現(xiàn)各種接口類應(yīng)用。為了提高運控準確性，HPM5300系列支持各類位置傳感器，包括光電式、磁感應(yīng)和旋轉(zhuǎn)變壓器，提供靈活的編碼器輸入輸出，兼容總線型、模擬類和脈沖型，支持增量和絕對編碼器各種輸入輸出信號形式。該系列產(chǎn)品還支持主流的編碼器通訊協(xié)議，如多摩川、BISS-C、ENDAT、HIPERFACE等。

HPM5300系列在靈活全面的位置反饋支持下，進一步提升了運控能力。專門配置的運動處理單元提供位置預(yù)測和運動軌跡規(guī)劃功能，為主處理器分擔更多工作量，提升效能。HPM5300系列提供100 LQFP、64 LQFP、48 QFN等封裝，更小的封裝可縮小板級PCB尺寸，創(chuàng)造更多可能性。HPM5300系列的強大功能和靈活配置，也為開發(fā)者提供了更多的選擇和可能性。

生態(tài)伙伴如何看待HPM6E00上市？

先楫半導(dǎo)體的各大生態(tài)合作伙伴代表也紛紛發(fā)聲，為HPM6E00系列的推出站臺。

“HPM6E00 內(nèi)置德國倍福公司授權(quán)的正版 EtherCAT 從站控制器 IP，為先楫客戶全面排除了 IP 上的風險。先楫 MCU 是中國定義、中國設(shè)計、中國制造、為中國服務(wù)的產(chǎn)品。這款產(chǎn)品填補了國內(nèi) MCU 市場的空白，也標志著我國工業(yè) MCU 已經(jīng)在達到了國際先進水平?！薄?先楫半導(dǎo)體創(chuàng)始人兼 CEO，曾勁濤

“中國產(chǎn)業(yè)升級、 企業(yè)出海，在這樣的市場發(fā)展需求中，我們推出了這款市場期待已久的 HPM6E00，它的一大亮點是集成高性能和EtherCAT 技術(shù)， EtherCAT 作為最通用和增長最快的工業(yè)實時以太網(wǎng)協(xié)議在中國和全球擁有大量的用戶， 先楫會攜手更多合作伙伴一起進行資源共享、方案共創(chuàng)和技術(shù)創(chuàng)新等合作?！?/p>

—— 先楫半導(dǎo)體執(zhí)行副總裁 市場銷售，陳丹（ Danny Chen）

member companies from 75 countries. We're also the fastest growing organization in the world with more than 500 new members in the last 12 months.”

——EtherCAT 技術(shù)協(xié)會（ETG）全球執(zhí)行董事和主席， Martin Rostan

“這是一款市場上呼喚已久的產(chǎn)品，我們期待 HPM6E00 這款高性能微控制器能夠盡快在各個領(lǐng)域應(yīng)用落地，大放異彩。”

——廣州致遠電子股份有限公司董事長兼總經(jīng)理， 周立功

“三旺通信在工業(yè)領(lǐng)域已深耕 20 余年，我們深刻感知這款產(chǎn)品的發(fā)布在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代的意義。”

——深圳市三旺通信股份有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人，吳健

“ 我們之前就有跟先楫合作， 先楫的產(chǎn)品性能及穩(wěn)定性非常不錯。從前年開始我們就在找國內(nèi)具備高主頻、高算力、帶 EtherCAT 接口的芯片， 先楫 HPM6E00 產(chǎn)品剛好滿足需求，幫助我們快速的推出產(chǎn)品。祝賀先楫產(chǎn)品成功上市， 給工業(yè)市場創(chuàng)造更好的選擇?！?/p>

—— 深圳顯控科技股份有限公司董事長， 宋斌

應(yīng)用案例

應(yīng)用分享一：驅(qū)控一體多軸伺服驅(qū)動器

Samkoon M9 是一款模塊化可擴展 EtherCAT 總線伺服驅(qū)動器，整流模塊支持 3-5KW，逆變模塊支持 400W-750W 單雙軸以及1500W 單軸輸出，支持內(nèi)置抱閘繼電器，支持 TYPE-C USB 調(diào)試接口，配合上位機可以實現(xiàn)伺服參數(shù)的快速導(dǎo)出導(dǎo)入及曲線波形監(jiān)視。M9 系列伺服以完全國產(chǎn)自主的 RISC-V 內(nèi)核的 HPM6E80 處理器為主控芯片，HPM6E80 為雙核處理器，每個核主頻高達 600MHZ，具有豐富的外設(shè)，采用單顆芯片方案即可實現(xiàn) EtherCAT 總線伺服系統(tǒng)的應(yīng)用。

方案優(yōu)勢：

模塊化設(shè)計，可擴展 EtherCAT 總線 PLC 及總線模塊。

逆變軸共母線，能量回饋與能量消耗形成動態(tài)平衡，節(jié)省電能。

體積小,功率密度高，4 軸節(jié)省 25%空間，6 軸節(jié)省 35%空間。

內(nèi)置 MOS 控制抱閘通斷，抱閘接線更簡單。

優(yōu)化硬件設(shè)計，多軸伺服漏電流小。

可搭配 EtherCAT 總線 PLC 模塊，多軸驅(qū)動和驅(qū)控一體同時覆蓋。

EtherCAT 采用單芯片實現(xiàn)，穩(wěn)定性更好，成本更優(yōu)。

電流環(huán)刷新頻率 64KHZ，速度環(huán)帶寬 3.1KHZ。合作伙伴：深圳顯控科技股份有限公司

應(yīng)用分享二：多軸伺服驅(qū)動方案

NT6E80 是由勁臣電子精心打造的一款高性能多軸伺服驅(qū)動方案，核心搭載了國產(chǎn)自主研發(fā)的先楫 HPM6E80 RISC-V 雙核處理器， 性能強勁，能夠無縫支持伺服系統(tǒng)控制、遠程 IO 管理及工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)等多種應(yīng)用場景，展現(xiàn)了卓越的兼容性和靈活性。該產(chǎn)品設(shè)計精巧，配備 1 個輸入與 2 個輸出的 EtherCAT 端口，輕松駕馭 4 軸電機的同時，還內(nèi)置了 8 通道數(shù)字輸入，以滿足多樣化控制需求。為進一步適應(yīng)復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場，南天 NT6E80 還配備了 CAN 總線、RS485 通訊以及 IO-Link 接口，確保了廣泛的設(shè)備互連性。此外，提供的一路千兆以太網(wǎng)接口，為上位機通訊提供了高速通道，強化了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互能力。

專為嚴苛工業(yè)環(huán)境設(shè)計，NT6E80 在關(guān)鍵功能上實施了隔離保護措施，并全面采用了高標準工業(yè)級元器件，確保了主板的可靠性和耐用性，是現(xiàn)代智能制造領(lǐng)域中不可或缺的高性能驅(qū)動解決方案。

合作伙伴：上海勁臣電子科技有限公司

應(yīng)用分享三：交流伺服驅(qū)動平臺

QM7E 系列伺服采用先楫高性能 HM6E00 芯片，結(jié)合先進伺服軟件算法，具備參數(shù)自整定、伺服單參數(shù)調(diào)整、共振抑制等功能， 具備高性價比、高性能、高可靠性，調(diào)試簡單易調(diào)整等特點?？梢赃m配多種編碼器協(xié)議，例如 NRZ 協(xié)議，BISS-c 協(xié)議，QMA（莫森自有）協(xié)議等，支持 17/23/25/26 位分辨率編碼器?；谄鋬?yōu)異的性能指標和高可靠性設(shè)計，可應(yīng)用于包括但不限于雕銑雕刻， 激光切割，印刷包裝，紡織機械，3C 制造，機床，機械手機器人等行業(yè)。

方案特點：

速度控制范圍：1：5000 r/min

速度環(huán)響應(yīng)頻率：3k Hz

速度波動：≤ 0.1％

轉(zhuǎn)矩波動: ≤ 2%

合作伙伴：沈陽莫森軟件有限公司

HPM6E00 開發(fā)板

HPM6E00 開發(fā)板現(xiàn)已在先楫半導(dǎo)體官網(wǎng)正式開售，售價￥498。

HPM6E00EVK 提供雙百兆網(wǎng)口，實現(xiàn) ESC 功能，RGMII 千兆網(wǎng)口，CAN 接口，音頻接口，sigma-detal 轉(zhuǎn)換接口，HS USB 接口以及標準的電機接口可以適配先楫的電機驅(qū)動板。同時HPM6E00EVK? 的FEMC/PPI? 插槽，方便用戶實現(xiàn)各類總線接口，并默認提供FEMC/PPI? 子板，可以實現(xiàn)SDRAM 和并口的 ADC 采樣功能。此外，還提供樹莓派接口以及板載的調(diào)試接口可以方便用戶進行調(diào)試，同時也提供標準的 JTAG 接口供用戶選擇。

供貨信息

HPM6E00 現(xiàn)已提供完整的樣片、開發(fā)板和軟件開發(fā)包支持。在硬件配套方面，HPM6E00 的開發(fā)板購買鏈接已在先楫半導(dǎo)體官網(wǎng)

（https://hpmicro.com）上線。6 月 27 日起陸續(xù)發(fā)貨，適配 HPM6E00EVK 的 hpm_sdk v1.6.0 將于 6 月 30 日上線。

HPM6E00 系列已全面量產(chǎn)并可接受大批量訂單。

此外，先楫半導(dǎo)體將會在上海、深圳等地舉辦 HPM6E00 相關(guān)的線下技術(shù)交流研討會，敬請關(guān)注先楫半導(dǎo)體（HPMicro）官方微信，獲取更多的產(chǎn)品信息及企業(yè)動態(tài)。

總結(jié)：國產(chǎn)MCU如何在高端市場進行突破？

過去幾年，國產(chǎn)MCU得益于芯片缺貨，順利的在8位、32位通用MCU市場擴展了市場份額。但隨著芯片缺貨結(jié)束，潮水褪去，通用MCU市場重新陷入價格戰(zhàn)的內(nèi)卷。而在競爭不那么激烈的高端市場，依然被國外龍頭廠商主導(dǎo)。

這其中，工業(yè)自動化、新能源和汽車電子是MCU行業(yè)的代表性高端應(yīng)用場景，對MCU的計算能力、控制能力和通訊能力提出了非常高的要求。而這個市場也是國產(chǎn)MCU需要攻克的最后的堡壘。

筆者認為，憑借工業(yè)、汽車領(lǐng)域的多年市場和技術(shù)積累，國外廠商建立了深厚的護城河，這部分高端MCU要進行替代非常困難，但正因為其困難，才顯得有價值，才有機會擺脫無效的低端內(nèi)卷。作為近幾年來在高端MCU領(lǐng)域嶄露頭角的國產(chǎn)MCU廠商，先楫半導(dǎo)體一直致力于高性能MCU的研發(fā)，其之前推出的HPM5300就針對高性能運動控制進行了優(yōu)化。據(jù)筆者了解，倍福對于EtherCAT的授權(quán)非常謹慎，目前挑選的授權(quán)合作伙伴并不多，需要在不同的細分領(lǐng)域具有獨特的特點或優(yōu)勢的廠商才會進行授權(quán)。

此次先楫的HPM6E00系列獲得EtherCAT授權(quán)，與國外MCU先進廠商站在了同一起跑線上，也標志著國產(chǎn)MCU在高端市場邁出了趕超國外同類競品的重要一步。隨著工業(yè)設(shè)備對數(shù)據(jù)傳輸速度的需求不斷增加，EtherCAT將進一步提升通信速度，以適應(yīng)更高帶寬的應(yīng)用，并增強與其他通信協(xié)議和設(shè)備的兼容性，提供靈活的解決方案。在未來的工業(yè)自動化、機器人等高需求應(yīng)用場景下，相信將會有越來越多的MCU廠商加入到EtherCAT的陣營之中。