【应用】EtherCAT协议芯片在伺服与变频器拓展卡的应用

2017-06-26 世强 John

在伺服控制领域和变频器控制领域现场总线应用广泛,大幅提高了生产效率,但由于现场总线总类繁多,互相之间不兼容限制了现场总线的发展。同时传统现场总线的传输速率较低,也是自动化生产的一个主要瓶颈。

近些年随着工业以太网技术的发展,采用工业以太网技术的伺服与变频系统可以很好的实现IT信息的共享,很好地解决了传统现场总线兼容性的问题,并大幅提高了传输速率。相较于传统的现场总线,工业以太网技术可以实现更快的响应速度。尤其是EtherCAT技术,响应速度可以提高10倍。使用EtherCAT技术的伺服系统与变频系统,主站不需要特殊的硬件,使用PC加上标准的以太网卡就可以实现。从站使用瑞萨的超高性价比的EtherCAT协议芯片EC-1可方便的接入工业以太网网络。

对于现有的伺服系统和变频器系统,如果从头开始开发带内置EtherCAT的设备非常困难,而且会消耗大量的时间和资源。瑞萨的EC-1可以通过将现有低速串行通信的伺服产品或变频器产品连接到串行接口,实现支持EtherCAT的系统升级,升级后的产品结构如下图:


图1


针对这样的应用,瑞萨提供了EtherCAT的通信,串行通信的API,并提供了针对各种装置PROFILE的例程环境,比如,针对电机驱动装置的CIA402驱动PROFILE,针对半导体生产设备的ETG.5003设备PROFILE。使用瑞萨提供的这些资源开发从站设备,实际的开发时间可以缩短60%左右。


EC-1芯片的内部资源也是非常丰富的。



图2


EC-1采用的是ARM Cortex-R4高性能CPU内核,最大工作频率可达150MHz,可实现高速、实时响应。并搭载单精度/双精度FPU单元。芯片的内存为CPU紧密耦合存储器(TCM)。512KB+32KB(w/ECC),这样的结构很好的解决内置FLASH的速度瓶颈,提高系统的运行速度,实现高速,实时响应。


EC-1 EtherCAT协议芯片的电源电压为1.2V,3.3V。封装为196PIN BGA封装,大小为12*12mm。


该芯片内还集成有丰富的外设:
ETHERCAT从控制器
串行闪存I/F(QSPI)
高速USB
5个SCIF,2个RSPI,I2C,CMT,WDT,CAN
2单元各为16通道的DMAC
GPIO
JTAG接口


相关技术文档:

Renesas EC-1 EtherCAT 专用通信LSI数据手册 详情>>>

Renesas EC-1 EtherCAT 专用通信LSI用户手册 详情>>>

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