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高性能工业PLC方案推荐:多核异构MCU实现EtherCAT硬件加速

发布时间:2025-08-8 阅读量:1932 来源: 我爱方案网 作者: bebop

工业通信协议的碎片化长期制约PLC系统兼容性,而新一代高性能MCU凭借异构集成能力,首次在单芯片上实现了EtherCAT、PROFINET、TSN等多协议硬件加速。以TI AM243x系列为例,其双千兆工业通信子系统(ICSSG)可通过专用硬核直接解析工业以太网帧,将协议处理延迟降低至0.24μs,远低于传统软解析方案 。

为推动PLC发展,快包平台推荐基于ST STM32MP257FAK3 MPU/先楫HPM6700系列MCU开发的工业PLC方案,方案具有高性能、多接口、高安全的特性,能够助力企业实现生产过程的智能化升级与高效运营。

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STM32MP257工业PLC开发板

(图源大联大)

方案搭载主控STM32MP257、TOSHIBA TLP2160光隔离器、南亚科NT5AD512M16C4-JRI储存芯片、Microchip KSZ8081MNX以太网收发器、华邦电子W25Q32JVSS闪存、Samsung KLM8G1GETF-B041存储芯片以及TI SN74AHC595PWR移位寄存器等产品。这些出色组件的集成,进一步确保PLC系统在复杂工业环境下的高效运行与数据安全,为加速工业自动化进程提供了强大支持。

核心技术优势:


STM32MP257FAK3 MPU:双Arm® Cortex®-A35@1.5GHz、Arm®Cortex®-M33@400MHz、3×Ethernet(2+1 switch)、3×FD-CAN、LVDS/DSI、H.264、3D GPU、AI/NN、Secure Boot、Cryptography、DRAM enc/dec、PKA;

两个千兆以太网接口,支持TSN(可选),一个千兆以太网交换机与ETH1连接,提供两个外部PHY接口,支持TSN(可选);

两个Octo-SPI闪存接口,支持即时内容解密;

安全性:支持安全启动、TrustZone®外围设备、主动篡改、环境监控器、显示安全层、硬件加速器以及完整的资源隔离框架;

ØAES-128、-192、-256、DES/TDES、安全AES-256、带SCA的RSA、ECC、ECDSA、HASH(SHA-1、SHA-224、SHA-256、SHA3)、HMAC;多达172个带中断功能的安全I/O端口;

人工智能:可选NPU,VeriSilicon®高达900MHz、TensorFlowLite - ONNX - Linux NN;

多达34个计时器和7个看门狗。

方案规格:

电压:24V供电;

EtherCAT、Modbus、CANopen;

EtherCAT:同步周期2ms/32轴;

16入/8出开关量接口;

4入/4出模拟量口;

4路高速输入;

支持六种编程语言;

支持级联扩展便捷;

互联友好组网便捷;

支持多种通信方式;


先楫HPM6364PLC方案

图片
该PLC方案主控MCU我们采用了国产高性能MCU 先楫HPM6364,它可以有效降低系统成本,支持快速傅里叶变换和数字滤波器硬件加速引擎,极大提升 FFT 和 FIR 的运算速度。
存储芯片可选用芯天下25 系列串口NOR Flash产品,超低功耗,深度睡眠电流典型值低至 60nA;产品可确保10万次擦写,数据保存时间长达20年;
RTC采用上海贝岭的BLX85系列芯片,性价比高,原厂支持好,自有技术支持。
方案可进行选型替代优化的芯片类型如下表:
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