工业现场总线上EtherCAT总线伺服驱动器硬件方案绽放如同星辰般璀璨
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、内部高速总线应用以及调试则是难点所在。（2）结合传统驱动器的方案，既支持EtherCAT，又能兼容传统脉冲和模拟信号。可用的解决方案包括ESC+DSP+FPGA（CPLD）、FPGA（IP核心）+DSP以及ARM处理器与ESC相结合。主流的ESC芯片有倍福公司的ET1100/ET1200、微芯片公司的LAN9252以及赫优讯科技的Netx51/52等。
此外，还有一些集成CPU及ESC功能于一体的方案，如TIAM335X系列、中兴电子XMC4800系列以及瑞萨微电子RZ/T系列。此类产品简化了系统设计，但也可能带来更高成本。
不论采取何种 EtherCAT 伺服驱动器，无论是哪种硬件架构，其关键因素对比如下：
重要概念解释：
关于IP核心：从站IP核心是一种替代传统ESC芯片的手段，它提供了基本从站功能，如数据链路处理和同步事件管理。不过，即使使用了基于IP核心实现的一款从站，也需要额外加载KPA从站协议栈以完成完整通信协议。
关于FPGA：为了实现 EtherCAT 功能，通常会将其配置为使用特定的 IP 核心来执行相关任务，如 FMMUs (现场总线内存管理单元)、SyncManagers, DC 支持和 PDI 等。
FPGA 的实施方式分为两类，一种是在 FPGA 上嵌入 ESC 和一个软核 MCU，然后利用 FPGA 内部高速总线与主机交互；另一种是在 FPGA 中仅实现在 EtherCAT 功能部分，并通过 SPI 或并口连接到外部主机。在这种情况下，FPGA 的硬件内核如 Xilinx 的 ZYNQ 可用作执行复杂计算任务。
结论：
DSPs, ARMs 和甚至 AVR 单片机都是微控制单元的一部分，由它们搭配 ESC 组成，从而形成复杂类型的地位，因为这些 MCU 需要遵循完整从站协议才能通过 PDI 接口读取来自 ESC 的相关数据。
无论如何，从站在开发过程中，与 EtherCAT 数据帧无关，这个工作由 ESC 完成。而对于从站本身，只需在一个 MCU 上加载适当协议，并确保良好的通信机制以适配该 MCU 与 ESC 之间的事务。这意味着无论该 ESC 是实际存在还是作为 IP 核实现，都不会影响最终结果。
