Macnica Group推出 Mechatrolink III 和 EtherCAT閘道器模塊

概述

工業乙太網在工業控制領域越來越流行,協議種類較多,例如Mechatrolink III、EtherCAT、Powerlink、Profinet、EtherNet/IP等等,在數控加工領域主流的協議有Mechatrolink III、EtherCAT。但是各種協議之間很難通信協作。

安川電機的Mechatrolink III是一項先進的工業乙太網技術,在數控加工領域應用廣泛。伺服設備多採用Mechatrolink III,但缺少配套的I/O或傳感設備,國內的I/O或傳感設備多採用EtherCAT,資源相對豐富。

Macnica Group 推出Mechatrolink III轉 EtherCAT Master 的MIE SoC模塊,有效解決了Mechatrolink III協定缺少配套設備的問題,能夠快速接入,減輕系統負擔,同時支援多個I/O設備接入。

Mechatrolink III 轉 EtherCAT 解決方案

現有解決方案一般如下圖所示,

Mechatrolink III to EtherCAT graph 1_chi_v2.jpg

主系統中要同時支援兩種協定,系統成本增加。同時,開發難度大,需要更多的軟硬體開發投入,而且CPU負擔重,導致升級系統成本增加。

採用MIE SoC模塊的解決方案如下圖所示,

Mechatrolink III to EtherCAT graph 2_chi_v2.jpg

主系統硬體不做任何改變,無需硬體開發投入,CPU不增加負擔。僅需增加MIE SoC模塊即可快速實現EtherCAT設備擴展。

MIE SoC模組簡介

MIE SoC模塊實物和結構框圖如下圖所示,基於Intel Cyclone V SoC模組, 最小片上系統,上電自啟動。FPGA部分集成Macnica Group自主產權的Mechatrolink III和EtherCAT兩個IP,以及Mechatrolink III和EtherCAT之間報文轉換和同步處理。不僅可以實現Mechatrolink III Slave轉EtherCAT master,還可以實現Mechatrolink III master + EtherCAT master的雙主站系統。FPGA 片上ARM A9處理器完成Mechatrolink III和EtherCAT初始化,週期性中斷處理及異常處理等。

Mechatrolink III to EtherCAT graph 3.jpg

Mechatrolink III to EtherCAT graph 4.jpg

技術參數

  • Intel Cyclone V SoC主處理晶片
    • 集成ARM-Cortex A9 雙核處理器
    • 集成FPGA
  • 模塊外設
    • QSPI Flash (16MB)
    • DDR3 *16bit (512MB)
    • 集成 4路 100M PHY
      • 其中兩路實現 Mechatrolink Slave
      • 另外兩路實現 EtherCAT Master
  • PCB
    • 12 層, 54mm*54mm
    • 郵票孔設計

結束語

MIE SoC模塊是低成本的工業乙太網協定轉換模組,FPGA實現協定的硬轉換,效率高,即時性強,系統組建簡單易用,而且能夠降低系統複雜度。

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