工业现场总线之王EtherCAT伺服驱动器硬件方案革新了传统控制的速度与精度
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从站协议通常被加载到DSP、软核或者硬核中，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之一。（2）结合传统驱动器，支持既有EtherCAT又有传统脉冲、模拟量等接口的方案，如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、Microchip LAN9252及赫优讯Netx51/52等。此外，还有一些集成CPU与ESC功能的芯片如TIAM335X、英飞凌XMC4800以及瑞萨RZ/T系列。
无论采取哪种解决方案，其重要对比如下：
关于IP核心：从站IP核心是另一种形式的ESC，它可以视为替代了ET1100/ET1200。虽然使用了IP核心来实现从站功能，但这仅仅完成了硬件接口，并没有包含软件协议栈，因此依然需要KPA从站协议来完成通信。
关于FPGA：为了在FPGAs上实现 EtherCAT 功能，我们会利用 IP Core 来实现 EtherCAT 通信功能。这包括 FMMUs (Fieldbus Memory Management Units)、SyncManagers, DCsupport, PDI 等可配置功能。在 FPGA 实现方面，有两种方式：一种是在 FPGA 中集成 ESC 和一个软内存微处理器，然后使用 FPGA 的片内总线与主机交互；另一种是将 FPGA 用于 EtherCAT 功能部分，并通过 SPI 或 并行总线连接到外部主机。而 FPGAs 硬内存指的是类似 Xilinx ZYNQ 这样的高级设备。
综上所述，任何类型的微控制器——无论是 DSP, ARM 还是 51 或 AVR 单片机——都属于 μC 类型，它们可以与 ESC 结合形成复杂从站，从而履行从站协议以访问 PDI 接口获取数据。实际上，无论 ESC 是否为真实物理设备还是 IP 核，都不影响该过程，只需在一个 μC 上加载从站协议并适配 μC 与 ESC 之间通信即可。这涉及到μC 与 ESP 之间如何交换数据，以及如何确保它们之间能够顺畅地沟通，这一点对于开发人员来说是一个挑战。但不管怎样，开发者只需要关注如何让μC正确地理解和执行来自 EtherCAT 总线上的指令，而不是深入研究具体发送这些指令的一切细节，因为这一部分工作由 ESP 负责。
