EtherCAT协议凭借高速实时性成为主流通信方案。而一款稳定、高效、易开发的EtherCAT从站功能板,往往是研发落地的关键助力。

FCE1353作为方芯自主研发的3端口EtherCAT从站设备控制器芯片(ESC),最大亮点就是采用pin-to-pin设计,完美对标Microchip经典型号LAN9253/9252,这意味着企业无需改动原有硬件设计,即可直接替换使用,大幅降低选型与替换成本。功能板选用高性能STM32H743作为主控MCU,其强大的运算处理能力与丰富的外设资源,能充分支撑复杂的工业控制算法。硬件设计上,板卡采用FCE1353的HBI接口与主控MCU互联------相比传统SPI接口,HBI接口的数据传输速率更高,能满足工业场景下大量实时数据交互的需求。
ESC芯片主要参数

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2/3 端口 EtherCAT从站控制器
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8KB RAM
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8个现场总线存储器管理单元(FMMU)
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8个同步管理器
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64位分布式时钟(Distributed Clock)
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支持 SPI/SQI(4SPI)
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16132 位数字 I/O
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集成两个 100Mbps 全双工 PHY(电流型)
方案介绍

开发板采用FCE1353的HBI接口与主控MCU实现高速稳定互联;同时将MCU所有通用IO引脚全部引出,便于用户进行二次开发与外设扩展,程序烧录与调试采用SWD接口,兼顾开发效率与连接稳定性。
功能板特点
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板卡支持5V和3.3V两种供电方式,5V供电可灵活选择排针或DC接头接入,通过AMS1117-3V3 LDO芯片稳定稳压为3.3V,保障整板供电安全;3.3V则支持排针直接供电。
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板卡无需额外搭载以太网PHY芯片省了板级空间,可降低了系统整体成本。
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预留两个标准RJ45以太网接口,支持EtherCAT总线级联扩展,方便构建多从站工业网络。

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板卡外挂16K容量EEPROM芯片,专门用于存储设备描述信息、EtherCAT从站配置参数及芯片初始启动配置,保障设备上电后能快速进入稳定工作状态。

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搭载了完善的状态指示体系,故障定位更高效。工程师通过指示灯状态,就能快速判断设备运行情况,大幅缩短故障定位时间。

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通过HBI接口实现互联,相比传统SPI接口,HBI接口的数据传输速率更高,能满足工业场景下大量实时数据交互的需求和对通信延迟敏感的高精度控制场景。

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GPIO接口均通过排针全引出,引脚布局清晰,二次开发更灵活。

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引出SWD调试端口,支持主流调试器接入,工程师可轻松实现程序下载、单步调试、断点调试等操作,大幅提升开发效率。
小结
功能板凭借高集成度、高稳定性及灵活的扩展能力,成为工业自动化、电机控制、工业物联网等领域EtherCAT从站开发的理想工具。其FCE1353芯片对标国外主流产品的高性价比优势,也体现了我司在工业以太网通信领域的技术积累。