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作者：萊迪思半導體 隨著(zhù)工業(yè)領(lǐng)域向實(shí)現工業(yè)4.0的目標不斷邁進(jìn)，市場(chǎng)對具備彈性連接、低功耗、高性能和強大安全性的系統需求與日俱增。 然而，實(shí)施數字化轉型并非總是一帆風(fēng)順。企業(yè)必須在現有環(huán)境中集成這些先進(jìn)系統，同時(shí)應對軟件孤島、互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代前的老舊設備以及根深蒂固的工作流程等挑戰。它們需要能夠在這些限制條件下有針對性地應用高性能軟硬件的解決方案。 了解EtherCAT EtherCAT（以太網(wǎng)控制自動(dòng)化技術(shù)）是一種基于以太網(wǎng)的現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議，旨在支持自動(dòng)化技術(shù)中的硬實(shí)時(shí)和軟實(shí)時(shí)需求。該協(xié)議能夠在工業(yè)應用中實(shí)現控制器與傳感器、電機等現場(chǎng)設備之間的無(wú)縫通信，具備高數據速率和低循環(huán)時(shí)間的特點(diǎn)。它通過(guò)一種主從式處理架構實(shí)現這一目標：控制器設備向各個(gè)節點(diǎn)發(fā)送標準化以太網(wǎng)幀，各節點(diǎn)僅處理并回傳控制器專(zhuān)門(mén)分配給它們的數據。 EtherCAT支持一種“在線(xiàn)處理”機制，數據可在處理的同時(shí)傳遞至下一節點(diǎn)，而非按順序逐個(gè)處理。這一特性提升了效率，并降低了各組件所需的處理能力——確保每個(gè)組件僅針對其負責的數據消耗必要的算力�？傮w而言，與其他工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議相比，EtherCAT運行速度更快、延遲更低且抖動(dòng)更小，使其成為現代分布式工業(yè)生態(tài)系統的核心組成部分。 萊迪思FPGA在工業(yè)應用中的角色 萊迪思FPGA為企業(yè)提供滿(mǎn)足當今工業(yè)規范與標準所需的可靠硬件，兼具固有的適應性和可擴展性。這使開(kāi)發(fā)人員能夠對系統進(jìn)行編程（甚至重新編程），以適應任何計算需求，即使在部署后亦然。與ASIC、MPU、MCU、ASSP等其他器件不同，FPGA還支持并行處理，允許操作同步執行而非順序執行。 萊迪思FPGA具備低功耗、小尺寸、低延遲和高I/O容量等特性，可助力構建高效的互連工業(yè)系統。它們可直接與傳感器對接，支持實(shí)時(shí)工業(yè)網(wǎng)絡(luò )、電機與運動(dòng)控制、機器視覺(jué)、傳感器融合、確定性感知與控制等應用場(chǎng)景，這些均為現代工業(yè)運營(yíng)的關(guān)鍵功能。 萊迪思FPGA集成EtherCAT 萊迪思安全互連運動(dòng)控制平臺將這兩項技術(shù)的優(yōu)勢完美結合，為工業(yè)企業(yè)提供高性能、低功耗、低延遲且安全的連接能力。 該平臺利用MII/RMII MAC接口及其靈活性，可集成至現有工業(yè)網(wǎng)絡(luò )中，同時(shí)搭配用于閉環(huán)馬達控制的萊迪思CertusPro™-NX FPGA，以及作為硬件可信根（HRoT）安全基礎的萊迪思 MachXO3D™ FPGA。此外，它還借助亞德諾半導體的工業(yè)以太網(wǎng)連接集成電路（IC），實(shí)現系統的無(wú)縫互連和集中式網(wǎng)絡(luò )控制。 該平臺針對伺服馬達、無(wú)刷直流（BLDC）馬達、步進(jìn)馬達等多種馬達，確保高效、精準且安全的馬達控制。 
萊迪思安全連接運動(dòng)控制平臺框圖 加速安全互連平臺開(kāi)發(fā) 開(kāi)發(fā)人員可將萊迪思黃金系統參考設計（GSRD）作為指南，借助萊迪思器件和EtherCAT構建安全互連平臺。GSRD與黃金硬件參考設計（GHRD）配合，為使用基于FPGA的RISC-V軟核CPU的系統提供經(jīng)過(guò)全面測試的參考方案�；谶@一基準，開(kāi)發(fā)人員可快速構建支持EtherCAT協(xié)議的FPGA硬件系統。 EtherCAT與萊迪思FPGA所具備的靈活性和高效性，幫助企業(yè)緊跟不斷演進(jìn)的工業(yè)應用場(chǎng)景，包括： • 運動(dòng)控制與機器人技術(shù)：工業(yè)機械正日益自動(dòng)化，需要連接能力與實(shí)時(shí)控制協(xié)調能力，以支持自主機器人及其他尖端生產(chǎn)工具。 • 半導體制造：隨著(zhù)AI和機器學(xué)習ML模型對半導體及其他芯片的需求持續增長(cháng)，其生產(chǎn)需要在速度、成本效益和可靠性方面進(jìn)行優(yōu)化。鑒于這些器件的復雜性，其制造過(guò)程需要高精度和同步性，而EtherCAT協(xié)議可滿(mǎn)足這兩方面需求。 • 測試與測量：隨著(zhù)企業(yè)將越來(lái)越多的互聯(lián)硬件集成到工業(yè)生態(tài)系統中，它們需要能夠聚合和分析來(lái)自傳感器、執行器及其他分布式組件的實(shí)時(shí)數據。這些數據有助于團隊有效監控、控制和調整運營(yíng)。 EtherCAT與萊迪思FPGA驅動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化未來(lái) 在當今市場(chǎng)格局下，工業(yè)企業(yè)需將安全、高效且靈活的連接能力作為優(yōu)先事項。通過(guò)將EtherCAT的實(shí)時(shí)通信能力與萊迪思FPGA的自適應低功耗架構相結合，團隊能夠持續開(kāi)發(fā)創(chuàng )新解決方案并推進(jìn)運營(yíng)數字化。這種協(xié)同效應不僅提升了運營(yíng)效率，還確保系統具備可擴展性和適應性，隨時(shí)準備應對新技術(shù)進(jìn)步和行業(yè)需求。 如需進(jìn)一步了解萊迪思安全互連運動(dòng)控制平臺，或探討萊迪思如何助力加速您的工業(yè)應用開(kāi)發(fā)，歡迎立即聯(lián)系我們的團隊。 |
