EtherCAT现场总线伺服驱动器硬件方案高效率的技术奇迹
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）纯粹的网络控制器，不带有脉冲、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（CPLD）、FPGA（IP核）+DSP或单一FPGA（软核/硬核+IP）组合。KPA从站协议通常被加载到DSP、软核或者硬核上，挑战在于FPGA中的IP核心与软核心技术，以及内部高速总线的应用和调试难度。
（2）结合传统驱动器和网络控制器，同时支持EtherCAT和传统脉冲、模拟信号等，可以使用ESC+DSP+FPGA（CPLD）、FPGA（IP核）+DSP或ARM微处理器与ESC相结合。主流的ESC产品包括倍福ET1100/ET1200、Microchip LAN9252以及赫优讯Netx51/52等。
此外，还有一些集成CPU及ESC功能的方案，如TIAM335X系列英飞凌XMC4800系列以及瑞萨RZ/T系列。此类方案无论如何实现，都需要考虑以下几个关键点：
关于IP核心：从站IP核心是基于软件协议栈的一个物理实体，它代替了传统的ET1100/ET1200，从站功能包括数据链路处理、同步事件管理等，但它不包含KPA从站协议栈，因此仍需该协议来完成通信。
关于FPGA：为了实现FPGAs，需要将EtherCAT功能嵌入为可编程逻辑内存单元(FMMUs)FieldbusMemoryManagementUnits现场总线内存管理单元)、同步管理(SyncManagers)、DC支持(PDI)这些配置项中的一部分。
FPGA可以以两种方式工作。一种是集成一个软核uP与ESC，然后通过片内总线交互；另一种则是在一个独立的主板上运行 EtherCAT 功能，并通过SPI或并行接口连接到主机。在这两种情况下，使用硬件描述语言(HDL)编写固件对于提高性能至关重要。
综上所述，无论是用DSP还是ARM甚至简单如51, AVR这样的微控制器，都属于复杂型从站，因为它们必须遵循从站协议，与硬件介质进行交互才能获取相关数据。这意味着任何来自站在设计过程中，与数据帧格式无关，而只需在微控制器上安装正确版本的KPA即可，即使这个来自站在实际执行的是由一个真实物理部件构建，也可能是一个虚拟化的Esc IP 核心。如果想要创建具有高效通信能力且适用于不同应用场景的大型系统，那么这种灵活性就变得尤为重要。
