EtherCAT总线伺服驱动器硬件方案揭秘高速通信的神秘力量
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）纯粹的总线驱动器，不带外设，如脉冲、模拟量或液晶显示。这种方案可以采用ESC+DSP、FPGA（IP核）+DSP或单一FPGA（软核/硬核+IP）。KPA从站协议通常被加载到DSP、软核或硬核上，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）结合传统驱动器和EtherCAT。这种方案既支持 EtherCAT，又兼容传统脉冲、模拟量等。可用的选项包括ESC+DSP+FPGA（CPLD），FPGA（IP核心）+DSP，ARM+ESC。主流的ESC芯片包括倍福ET1100/ET1200、Microchip 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。
无论哪种类型的EtherCAT伺服驱动器，其重要考虑因素如下：
关于IP核心：从站IP核心是一种特殊形式的ESC，它能够处理数据链路同步事件等硬件事件。但是，即使使用了IP核心实现ESC，也需要KPA从站协议栈来完成实际通信协议。
关于FPGA：为了将FPGA用于实现EtherCAT功能，可以通过配置如FieldbusMemoryManagementUnits (现场总线内存管理单元)、SyncManagers, DCsupport,PDI这些功能。此外，存在两种实施方式。一种是在FPGA中集成一个软件内核uC，然后通过片内总线进行交互；另一种是仅在FPGA中实现EtherCAT功能，并通过SPI/并口接口连接到主设备。对于硬化后的ZYNQ来说，这意味着更高效能与灵活性。
综上所述，无论是使用DSP, ARM还是其他微控制器如51, AVR，都属于微控制机。在μC + ESC构成的一般复杂型从站中，它们必须遵循从站协议，并通过PDI接口读取相关数据。这表明，从站在开发过程中，与具体数据帧无关，而是由专门负责这项工作的地位SC去执行。而对于每个从站在开发之初，只需在一个微控制机上加载对应的事务层级，并适配该μC与ES之间通信机制即可，无论这个ES是否为真实物理部件还是虚拟逻辑部件都没有区别。
