Mechatrolink III转EtherCAT网关模块解决方案

Posted 2022-12-19 深圳信迈科技DSP+ARM+FPGA

概述

工业以太网在工业控制领域越来越流行，协议种类较多，例如Mechatrolink III、EtherCAT、Powerlink、Profinet、EtherNet/IP等等，在数控加工领域主流的协议有Mechatrolink III、EtherCAT。但是各种协议之间很难通信协作。

安川电机的Mechatrolink III是一项先进的工业以太网技术，在数控加工领域应用广泛。伺服设备多采用Mechatrolink III，但缺少配套的I/O或传感设备，国内的I/O或传感设备多采用EtherCAT，资源相对丰富。Mechatrolink III转 EtherCAT Master 的MIE SoC模块，有效解决了Mechatrolink III协议缺少配套设备的问题，能够快速接入，减轻系统负担，同时支持多个I/O设备接入。

Mechatrolink III 转 EtherCAT 解决方案

现有解决方案一般如下图所示，

主系统中要同时支持两种协议，系统成本增加。同时，开发难度大，需要更多的软硬件开发投入，而且CPU负担重，导致升级系统成本增加。

采用MIE SoC模块的解决方案如下图所示，

主系统硬件不做任何改变，无需硬件开发投入，CPU不增加负担。仅需增加MIE SoC模块即可快速实现EtherCAT设备扩展。

MIE SoC模块简介

MIE SoC模块实物和结构框图如下图所示，基于Intel Cyclone V SoC模块， 最小片上系统，上电自启动。FPGA部分集成Mechatrolink III和EtherCAT两个IP，以及Mechatrolink III和EtherCAT之间报文转换和同步处理。不仅可以实现Mechatrolink III Slave转EtherCAT master，还可以实现Mechatrolink III master + EtherCAT master的双主站系统。FPGA 片上ARM A9处理器完成Mechatrolink III和EtherCAT初始化，周期性中断处理及异常处理等。

技术参数

• Intel Cyclone V SoC主处理芯片
  • 集成ARM-Cortex A9 双核处理器
  • 集成FPGA
• 模块外设 
  • QSPI Flash (16MB)
  • DDR3 *16bit (512MB)
  • 集成4路 100M PHY
    • 其中两路实现Mechatrolink Slave
    • 另外两路实现 EtherCAT Master
• PCB
  • 12层, 54mm*54mm
  • 邮票孔设计

结束语

MIE SoC模块是低成本的工业以太网协议转换模块，FPGA实现协议的硬转换，效率高，实时性强，系统组建简单易用，而且能够降低系统复杂度。