EtherCAT现场总线技术之神奇伺服驱动器硬件方案实现机器人灵活性与效率的双重飞跃
在设计EtherCAT总线伺服驱动器的硬件方案时，存在多种选择：（1）全链路控制器，不含有脉冲、模拟信号或液晶显示等外设。所有指令和操作均通过EtherCAT总线进行，可以采用ESC+DSP+FPGA（CPLD）、FPGA（IP核）+DSP或单一FPGA（软核/硬核+IP）组合。KPA从站协议通常部署在DSP、软核或者硬核上，其挑战在于FPGA中的IP核心与软核技术以及内部高速总线的应用和调试。
（2）结合传统驱动器，既支持EtherCAT也支持传统脉冲、模拟量等，可以采用ESC+DSP+FPGA（CPLD）、FPGA（IP核）+DSP或ARM+ESC配置。主流的ESC产品包括倍福ET1100/ET1200、微芯LAN9252以及赫优讯Netx51/52等。
此外，还有一些集成CPU及ESC功能的解决方案，如TIAM335X、英飞凌XMC4800以及瑞萨RZ/T系列。此类集成型解决方案简化了硬件设计，但对软件开发仍需考虑 EtherCAT 协议栈 的实现。
无论采取何种策略，以下是几个关键概念：
关于IP核心：从站IP核心是一种替代传统ESCs方式，它提供了一种处理数据链路同步事件等硬件事件的手段。但是，即使使用了这样的解析器，只完成了接口功能，没有包含具体的协议栈，因此依然需要KPA从站协议来完成从站通信。
关于FPGAs：为了实现EtherCAT功能，通常会通过配置如FieldbusMemoryManagementUnits (FMMUs)、SyncManagers, DCsupport 和 PDI 等功能到FPGAs中，这些都是可配置项。在实际应用中，有两种常见方式。一种是在一个soft-core CPU内置于 FPGA 中，并通过 FPGA 内部高速总线与主机交互；另一种则是将 EtherCAT 功能部分放入 FPGA，而剩余逻辑则由外部微控制器处理，并通过SPI 或并行接口连接至 FPGAs。
总结：无论是 DSP 还是 ARM 微控制器，都可以作为复杂从站的一部分，与 ESC 通信以履行从站协议，从而读取相关数据。这意味着，无论使用的是真实 ESC 组件还是 IP 核，只要能够正确执行来自主设备的指令，就能成功地参与到 EtherCAT 网络中工作。因此，对于任何类型的 从站开发来说，最重要的是确保它能够适应与 ESC 之间通信，并且能够理解并响应来自网络上的消息，无论这些消息被封装为何种形式都一样。如果你已经掌握了如何编写这个类型代码，你可能会发现自己很快就能开始构建自己的项目！
