EtherCAT总线伺服驱动器硬件方案竟然支持无数种通信协议让其通讯能力如同神话中的飞天跨越千里之外
在设计EtherCAT总线伺服驱动器的硬件方案时，开发者面临多种选择：（1）纯粹的网络驱动器，不含有脉冲、模拟信号或液晶显示等外围设备。所有指令和操作都通过EtherCAT总线进行，可以采用ESC+DSP、FPGA（IP核心）+DSP或单一FPGA（软核/硬核+IP）的组合。KPA从站协议可以在DSP、软核或者硬核上实现，而FPGA中的IP核心与软核技术以及内部高速总线应用调试则是挑战性的任务。（2）网络与传统驱动器结合，既支持EtherCAT也兼容传统的脉冲、模拟量等，可以使用ESC+DSP+FPGA（CPLD）、FPGA（IP核心）+DSP或ARM+ESC的配置。主流的ESC芯片包括倍福ET1100/ET1200、微芯片LAN9252以及赫优讯Netx51/52等。此外，一些集成CPU及ESC功能于一体的方案，如TIAM335X、高通XMC4800以及瑞萨RZ/T系列，也逐渐成为热门选择。
无论采取哪种 EtherCAT 伺服驱动器设计，其几个关键方案可以这样对比：
重要概念：
关于IP核心：从站IP核心是ESC的一种形式，它替代了传统的ET1100/ET1200，但它仅负责处理数据链路和同步事件，并不包含软件协议栈。
关于FPGA：为了实现FPGA功能，通常会利用IPCores来构建EtherCAT通信能力，其中包括FieldbusMemoryManagementUnits(FMMUs)、SyncManagers, DCsupport 和 PDI，这些都是可配置项。
FPGA实现方式分为两类：一种是在FPGA中集成一个软核微控制器，然后通过内部总线与主机交互；另一种则是将Ethernet部分部署到FPGA中，然后通过SPI 或并行接口连接到外部主机。
综上所述，无论是使用DSP还是ARM，即使是一些简单如51或AVR单片机，都可以作为复杂从站的一部分，与之配合的是专用的从站控制单元(ESC)。这些μC必须遵循正确的从站协议才能访问PDI接口以读取相关数据。在实际开发过程中，从站在物理层面并不需要关心具体数据帧格式，这由独立工作的ESP处理。而我们的责任仅限于在μC上加载适当的从站协议，并确保好μC与ESP之间通信逻辑顺畅，无论这个ESP是一个真实存在的心智扩展单元还是一个虚拟化存在形式。
