2024年8月19日,在“第四届滴水湖中国RISC-V产业论坛”上,上海先楫半导体科技有限公司CTO赵建斌表示,PROFINET、EtherNet/IP、EtherCAT作为三大工业以太网技术正在不断增加其市场占比,所以如果做芯片,就一定要支持前三大的技术、一定要支持EtherCAT。
赵建斌表示,先楫半导体的产品有几大特点,一是出色多媒体能力,二是超强计算能力,三是精准控制能力,四是卓越通讯能力。纵观整个市场,EtherCAT也好、千兆的以太网也好、TSN with Switch也好,都是逐渐加大应用的趋势,因此国内首款支持高性能运动控制和多协议工业以太网的MCU HPM6E00系列于2024年6月27日应运而生。
现代工业自动化和各类机器人技术正以惊人的速度发展,因此业界对其中的运动控制技术提出了越来越高的要求,包括各个执行环节的高精度位置感知,速度和精度控制,以及各个执行环节的高精度协调等。先楫半导体在现有的HPM6000系列RISC-V高性能微控制器基础上,推出集高性能运动控制和高实时性网络互联于一体的HPM6E00系列微控制器,并推出一系列运动控制、驱动器和传感器方案,可以满足业界对新一代工业自动化和各类型机器人平台的需求。
据介绍,先楫HPM6E00系列是中国首款拥有德国倍福公司(Beckhoff)正式授权 EtherCAT从站控制器(ESC: EtherCAT Slave Controller)的高性能MCU产品。“在我们之前,拿到正版控制器的厂商都是欧美客户。而现在,中国定义、中国设计、中国制造、为中国服务的产品先楫HPM6E00系列真正填补了国内在这方面的产品空白。”赵建斌强调到。
从参数来看,HPM6E00系列搭载高性能RISC-V双核,主频高达600MHz;高达2MB SRAM、192KB ROM,4Kb OTP;TSN交换机、3个外部端口+1个内部端口;EtherCAT Slave控制器、3个MAC端口;1个千兆以太网MAC控制器;32通道高分辨率PWM控制器、100ps;增量式和绝对值位置传感器借口×4;串行编码器输入/输出,支持多摩川、BISS-C、ENDAT等;8个CAN-FD接口,4个16b SAR ADC,2个4通道滤波器,289MAPBGA、14×14、0.8pitch。
在实时以太网系统方面,千兆以太网交换机,支持多达3个外部端口和1个内部端口,支持时间敏感网络;EtherCAT从站控制器,支持多达3个端口。
HPM6E00系列能够广泛应用于交流伺服、电机控制、运动控制器、远程I/O、逆变器、机器人、传感器集线器、工业网关、工业以太网单元/模块、建筑智能化网络等领域。
现场,赵建斌展示了HPM6E00系列的两个应用实例。一是工业电机的精准控制系统,该系统通过MCU控制电机位置感知,通过电机控制的环路计算使用内部加速器及坐标变换等技术,实现高精度和高速的控制,整个环路的控制周期仅为200纳秒,能够实现从电机位置感知到输出控制的快速响应;二是石油天然气生产、化工、采矿、木材加工、水污染处理和氢能能源等行业,这些行业共同特点是流程控制,即在自动化生产线上按时间节点精准控制流水线的每一步,在每个节点上,先楫可以进行通讯、控制和状态读取,因此芯片在这些应用场景中能发挥最大效能。
目前,HPM6E00开发板套件已经推出,并且供不应求。目前已有许多客户展示了应用先楫产品的方案。