EtherCAT交換機(jī)

EtherCAT交換機(jī)是一種專為EtherCAT網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的工業(yè)級(jí)以太網(wǎng)設(shè)備，支持高速、低延遲的實(shí)時(shí)通信，適用于工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)器人和運(yùn)動(dòng)控制等領(lǐng)域。它具備多個(gè)端口，支持靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（如線形、環(huán)形、星形和樹(shù)形），無(wú)需額外的交換機(jī)設(shè)備，降低了硬件成本。此外，EtherCAT交換機(jī)通常基于高性能EtherCAT ASIC通訊芯片，具有高帶寬和高可靠性，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、軌道交通、智能制造、智慧礦山、能源行業(yè)等領(lǐng)域，用于實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的高速數(shù)據(jù)傳輸和安全隔離，保障生產(chǎn)安全，并支持實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。

方芯ESC芯片

ESC芯片指的是EtherCAT從站控制器（EtherCAT Slave Controller）芯片，是EtherCAT系統(tǒng)中用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層功能的核心組件。方芯推出的多款ESC從站芯片，EtherCAT從站控制器（ESC）作為EtherCAT系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵組成部分，是包含了多端口以及不同通信模式的AISC芯片，在從站系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)處理EtherCAT數(shù)據(jù)幀。

方芯FCE1100對(duì)標(biāo)ET1100芯片

對(duì)于EtherCAT交換機(jī)，因?yàn)樾枰褂玫腗II接口數(shù)量較多，最多支持4端口的FCE1100芯片成為交換機(jī)方案的首選。FCE1100具有4個(gè)數(shù)據(jù)收發(fā)端口（可以任意配置為MII或者LVDS接口）、8個(gè)FMMU單元、8個(gè)SM通道、4KB控制寄存器、8KB過(guò)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、支持64 位DC分布式時(shí)鐘，性能強(qiáng)大，可以使用其充足的MII接口與LVDS接口實(shí)現(xiàn)EtherCAT數(shù)據(jù)交換。

FCE1100功能框圖

4口EtherCAT交換機(jī)方案

基于FCE1100的4口交換機(jī)方案：FCE1100配備了四個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)收發(fā)端口，具備自動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)和回環(huán)功能。這些端口彼此間互不影響，確保了各個(gè)分支路徑的連接狀態(tài)獨(dú)立運(yùn)作。因此，若分支器上的某一路徑發(fā)生故障，不會(huì)對(duì)其他路徑造成干擾，極大地方便了后期的維護(hù)工作。方芯公司能夠依據(jù)客戶需求，提供四口交換機(jī)的原型設(shè)計(jì)方案，供客戶參考并加速其開(kāi)發(fā)進(jìn)程。

FCE1100四口交換機(jī)示意圖

通過(guò)使用FCE1100芯片，可以輕松實(shí)現(xiàn)四口EtherCAT交換機(jī)的功能。將FCE1100芯片的四個(gè)端口設(shè)置為MII接口模式，其中邏輯端口0充當(dāng)EtherCAT網(wǎng)絡(luò)的輸入端口；而邏輯端口1、2和3則被設(shè)計(jì)為連接額外的耦合器或EtherCAT從站模塊，所有端口均支持熱插拔技術(shù)，確保在系統(tǒng)運(yùn)行期間可以安全地進(jìn)行連接或斷開(kāi)操作。

FCE1100_DP83848四口交換機(jī)DEMO板

基于FCE1353的4口交換機(jī)方案：四口EtherCAT交換機(jī)的實(shí)現(xiàn)也同時(shí)也可以用兩顆FCE1353芯片。相較于FCE1100，它內(nèi)部已經(jīng)集成了兩顆PHY芯片，從而無(wú)需額外的PHY芯片。通過(guò)將FCE1353_A設(shè)置為下行模式，而FCE1353_B設(shè)置為上行模式，并采用BACK-TO-BACK連接方式，便能成功構(gòu)建四口EtherCAT交換機(jī)。

FCE353 BACK-TO-BACK MII連接示意圖

FCE353四口交換機(jī)示意圖

6口EtherCAT交換機(jī)方案

針對(duì)六口EtherCAT交換機(jī)，我們可以通過(guò)配置兩顆FCE1100芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。具體而言，將兩顆FCE1100芯片的四個(gè)端口設(shè)置為3個(gè)MII接口和1個(gè)LVDS接口。在這一配置中，F(xiàn)CE1100_A的邏輯端口0充當(dāng)EtherCAT網(wǎng)絡(luò)的輸入端口；邏輯端口2則作為L(zhǎng)VDS接口，與FCE1100_B的邏輯端口0相連。至于FCE1100_A的邏輯端口1和3，以及FCE1100_B的邏輯端口1、2、3，它們可用于連接其他耦合器或EtherCAT從站模塊。

FCE1100六口交換機(jī)示意圖

FCE1100六口交換機(jī)

FCE1100六口交換機(jī)原型開(kāi)發(fā)板 基于方芯EtherCAT從站控制器芯片開(kāi)發(fā)的交換機(jī)與市場(chǎng)上主流的PLC主站兼容，例如倍福、歐姆龍NX系列以及信捷XDH系列主站等。方芯EtherCAT從站控制器芯片，可靈活配置多種EtherCAT拓?fù)鋽U(kuò)展模塊，例如8口交換機(jī)和媒體轉(zhuǎn)換器等，以滿足客戶多樣化和復(fù)雜的應(yīng)用需求。

如果想了解更多的朋友可以聯(lián)系：[email protected] 或者致電010-62901860 也可以關(guān)注“方芯半導(dǎo)體”公眾號(hào)。

審核編輯 黃宇