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基於FPGA的Ethercat主棧協議

（最大可帶32軸同步運行，同步抖動±75ns，控制精度125us）

各位老板：
我司有多年的FPGA研發經驗；
基於FPGA的Ethercat定制棧更是達到行業領先水平
感謝抽空閱讀，歡迎合作

市場痛點
【PLC廠家的痛點】
目前，國內的大多數PLC廠家主要通過增加運控模塊來實現軸的運動控制，可控制的軸數比較少（通常是4-6軸），並且模塊的價格高昂（一個模塊幾萬）。如果要控制多軸成本就更高，而且控制精度不高，軸與軸之間的精度很大，這意味著不能進入高精尖控制領域。
【應用領域的痛點】
在傳統的機加工行業，普通的機床多采用脈沖控制，可以控制的軸數少（4-8軸）。隨著產業化升級，常規的控制方案面對需要高精度高速度的產業，以及多設備協同工作的工況，性能越來越捉襟見肘。

現有客戶一般都采用傳統的總線方案，傳統的控制總線具有易幹擾、低帶寬、硬件接線復雜以及無法快速錯誤定位等缺點。
常規多軸運控系統，一般都采用多塊PCI接口運控卡級聯擴展的方式，解決多軸運行的問題，但是這將大大增加您的使用成本。如果一款板卡只支持4個軸，而您的系統恰好需要5個軸來控制的話，您將不得不購買兩張運控卡；而且隨著越來越多的軸擴展，現場的走線將變得越來越雜亂，同時您的工業PC也必須具有足夠多的PCI接口供您的系統來使用。

解決方案
EtherCAT技術的出現，解決了傳統控制行業上的短板。由於采用了網線通訊使得可控制的伺服驅動器數量劇增（最多可多達65535臺），在增加伺服驅動器個數的同時，利用EtherCAT專門協議還可同時保證數據的實時性傳送（同步誤差為微妙級），這在多軸協同工作的場合尤為重要。

【領先的EtherCAT技術解決方案】
目前針對工業領域的實際應用場合，開發了PLC功能升級的技術解決方案：
1、該方案是基於Xilinx的EtherCAT定制協議棧；
2、最大可帶32軸同步運行，同步抖動±75ns，控制精度125us，遠高於國內同款協議棧性能；
3、同時最大可支持1024點的IO設備；
4、可根據客戶的實際需求，定制2款伺服驅動器和一款IO設備（DO/DI）。

【性能指標】
可同時最大控制32軸，控制精度如下：8軸125us，16軸是250us，32軸是500us。目前測試運控卡，20億包數據無丟失。

測試了500us, 250us, 125us, 抖動±75ns

【功能升級方式】
客戶完全不需要了解什麽是EtherCAT，只需要配合健飛按如下簡單步驟進行升級：

在現有產品基礎上，客戶僅僅是在原有的電路板上增加一個FPGA芯片，然後使用CPU或者ARM甚至是單片機，像操作DRAM一樣簡單的讀寫，
即可完成不同總線接口轉EtherCAT接口。
將根據客戶自己做的硬件板子，定制燒錄的程序並且提供給客戶，客戶使用這個燒錄程序就可以進行功能升級，只需要幾天時間就可以完成了。

【硬件的制作要求】
要求硬件芯片采用XILINX SPARTAN6 LX45(T)/LX75(T)芯片，與PLC控制器之間的接口，支持並口（DSP為EMIF、ARM為GPMC、單片機為FSMC）或者PCIE接口。

【調試】
提供簡單易用的寄存器和時序手冊，客戶按該文檔進行編寫軟件程序，並且健飛將會提供
技術支持，協助客戶進行調試。

【兼容性】
目前與三洋、松下、高創、士林等品牌伺服器有連接測試過，性能穩定。

【EtherCAT控制系統框圖示例】

【讀時序】

【寫時序】

【信號說明】

【實際波形圖】
（圖一）
DC時鐘和中斷信號
藍色為DC時鐘周期125us，×××為pdo 中斷信號。

（圖二）
pdo中斷抖動
放大後測試的PDO中斷信號抖動為±75ns

【方案優勢】
1、方案是在CPS模式下8軸跑FOLLOW，同步周期125us，DC抖動為±75ns，其性能已達到國際知名商用協議棧水平，目前在國內只有少數幾家擁有此技術。
2、升級方式具有簡單、易用、快速的特點。
3、一次性付費，無限次使用。
4、投入少，可快速獲取高回報。

【方案價值】
讓您實現同時控制軸數多達32軸，並且提高了精確度和穩定性。
大幅降低了您的開發成本和時間成本，讓您省時省心更省錢。
讓您可以自行生產高端的板卡和PLC產品去拓展市場。
讓您不再為高精尖的項目犯愁了，公司形象隨之高大上起來。

成功案例
PLC功能升級的技術解決方案，一經推出倍受運動控制PLC廠商的青睞。目前已成功為多家深圳企業提供了“量身定制”的解決方案，受到客戶一致認可與好評。鑒於公司已跟這些合作成功的客戶簽定了保密協議，因此不便透露其企業名稱及具體細節，希望理解！

【深圳某蘋果電池生產廠家的案例】
項目背景：
因為產業化升級，蘋果要求所有的電池供應廠商必須把原有的傳統電池切割產線更新換代為EtherCAT總線通訊。該客戶看了市面上好幾款國內外的運動控制器，國內的EtherCAT運動控制器普遍兼容性差，同步抖動高。國外的運動控制器性能好，但價格高昂。
解決方案：
該廠家生產電池多年，對電池的加工公藝十分了解，於是他們想保留原有的加工工藝算法，只想把傳統的脈沖式運控卡更換為EtherCAT接口方式。客戶有一套自己的加工流程和加工算法，考慮到實際的通訊工況，於是在原有的控制電路板上添加了一款FPGA當作EtherCAT主站協議棧網卡，刪除掉原有的脈沖電路模塊。僅僅花了1周的時間，就把原有的控制方式更改為EtherCAT接口。6個月的壓力測試，千億包數據無丟失。

合作方式
大致的合作流程如下：
1.?合作雙方達成合作意向；
2.?合作雙方商定技術細節，如硬件接口、性能參數、伺服器型號等；
3.?合作雙方簽訂合作合同；
4.?貴方制作硬件，我方設計程序；
5.?我方燒錄多塊電路板供甲方進行測試；
6.?貴方進行一個月的壓力測試；
7.?完成測試並確認沒問題後，我方提供燒錄程序；
8.?完成合作。

【合作聯系】
QQ：1465177751
微信：18026329316

基於FPGA的Ethercat定制棧最大可實現32軸