国产高性能MCU开发的EtherCAT工业通信/伺服电机驱动器方案

随着物联网与工业互联网的深入发展，嵌入式设备对智能化、网络化的需求日益迫切，推动着控制与通信方案的持续创新。在此背景下，以Web技术为代表的跨平台、易部署方案已成为嵌入式控制界面的理想选择。

Web技术涵盖Web安全、性能优化、响应式设计等关键技术领域。其主要包括前端技术、后端技术和网络协议三大部分，前端技术负责用户界面的呈现与交互，后端技术处理服务器端逻辑与数据存储，依赖多种编程语言和数据库系统，通信协议与接口规范确保前后端之间的有效数据传输。

在设备交互层面，快包分析师推荐基于HPM5E00 RISC-V的嵌入式Web控制方案，方案通过USB RNDIS虚拟网卡技术，将传统复杂的网络配置简化为单线连接，实现了基于浏览器的实时控制，降低了开发调试门槛，为轻量级工业网关、智能家居中控等场景提供了高性价比的解决方案。

扫码可申请免费样片以及获取产品技术规格书

基于HPM5E00 RISC-V的嵌入式Web控制方案

HPM5E00EVK Web控制系统是一款基于HPMicro HPM5E00 RISC-V 微控制器的嵌入式Web服务器解决方案。方案创新地利用USB RNDIS虚拟网卡技术，使得开发板仅通过一根USB线连接电脑，即可在浏览器中访问并实时控制外设，无需依赖任何外部网络或Wi‑Fi模块，极大降低了调试与交互的门槛。

方案特点：

· USB RNDIS 虚拟网卡—— 即插即用，将USB转换为虚拟以太网接口，无需手动配置IP

· 内置轻量Web服务器—— 基于Mongoose实现，支持HTTP/WebSocket，响应迅速

· 实时图形化控制界面—— 采用Preact构建现代化交互UI，操作直观流畅

· 数字量输入监测—— 实时展示6路按键状态，支持状态变化提示

· 数码管远程控制—— 通过网页直接控制8段数码管显示内容

· RESTful API接口—— 提供标准化API，便于二次集成与自动化测试

方案应用场景：

适用于轻量级工业网关/边缘控制器、智能家居网关或本地中控、教学实验与原型开发、设备现场调试与维护等场景。

基于HPM6E TSN的工业级环网通信方案

方案基于HPMicro HPM6E系列芯片的时间敏感网络（TSN）功能，通过其内置的CB（Cut‑Through Bridging）协议与硬件交换（Switch）引擎，实现了高效的环网通信与微秒级硬件转发，为工业控制、车载网络等高实时性场景提供了可靠的通信基础。

环网组网拓扑结构:

方案优势：

· 微秒级硬件转发：依托TSN交换引擎，实现确定性的低延迟通信

· 高可靠性环网：基于CB协议的冗余发送与硬件去重，提升通信鲁棒性

· 抑制广播风暴：通过精细的转发规则设计，杜绝环路广播泛滥

· CPU负载低：硬件处理大部分转发与过滤，释放CPU资源

· 即插即用组网：物理接线简单，无需复杂网络配置

应用场景：

适用于工业自动化控制网络（如PLC环网）、轨道交通车载通信系统、电力保护与采集环网、机器人实时协同通信、高可靠物联网边缘网关等场景中

扫码可申请免费样片以及获取产品技术规格书

基于HPMicro MCU的EtherCAT主站解决方案

基于先楫半导体HPMicro MCU与开源 CherryECAT主站协议栈，实现的高性能、轻量化EtherCAT主站解决方案。该方案在保持极低资源占用的同时，实现了优异的实时性与丰富的协议支持，为工业运动控制、实时IO等场景提供高性价比的EtherCAT主站实现路径。

方案特性：

1. 极致的资源优化RAM占用：

· 约 4 KB

· Flash占用：约 40 KB（含24KB主站代码 + 16KB Shell命令及日志）

· 适合资源紧张的嵌入式场景，降低硬件成本。

2. 高效的传输机制异步队列传输：

· 单次传输可携带多个EtherCAT Datagram，提升总线利用率。

· 零拷贝技术：直接使用ENET收发缓冲区进行协议数据填充与解析，减少内存复制开销，提升实时性。

3. 完善的协议与功能

· 支持拓扑自动发现：支持热插拔，自动扫描总线并更新从站拓扑与信息。

· 从站状态自动监控：实时监测从站运行状态。

· 分布式时钟（DC）：支持时钟同步，为高精度协同控制提供基础。

· 多种通信服务：CANopen over EtherCAT (CoE)、File over EtherCAT (FoE)、Ethernet over EtherCAT (EoE)

下图为HPM6800EVK（运行于Flash XIP模式）实测的DC同步抖动表现，稳定维持在3µs以内：

方案核心优势：

· 轻量高效：在极小的内存与存储空间内实现全功能EtherCAT主站。

· 实时性强：凭借零拷贝、队列传输等优化，实现微秒级循环周期与低抖动。

· 稳定可靠：支持热插拔、状态监控与丰富的诊断功能，符合工业应用需求。

· 易于集成：基于开源CherryECAT栈，配套命令行交互工具（参考IgH），便于开发调试与二次集成。

应用场景：

适用于工业机器人运动控制器、数控系统（CNC）、包装机械、印刷设备以及其他对实时性、同步性要求高的多轴协同控制领域等场景。

先楫HPM6E00伺服驱动器方案

方案支持单相AC~90V- AC~253V 电源供电配合 100W~750W 高响应伺服电机，实现全闭环功能，使得电机运行安静平稳，工艺实现丰富精准。 支持适配电机 支持 EtherCAT 总线控制，支持 DI 输入，支持 DO 输出，具备过流、过压、过载等保护。

方案参数：

· 输入电压范围：AC~90V- AC~253V

· 额定功率：750W

· 额定电流：5A

· 额定转速：3000RPM （根据适配电机）

· 适配电机：5对极伺服电机

· 编码器：电机适配17位绝对值编码器(多摩川)

· 支持通讯方式：EtherCAT (支持CiA402协议)

实际案例：

在包装机械行业的粉剂包装机应用中，基于HPM6E00的750W伺服驱动器采用了“螺杆定量控制+称重反馈修正”方案。该方案通过驱动器精确控制螺杆转速，并结合17位绝对值编码器的实时反馈与三环控制算法，实现了下料精度稳定在1%以内。同时，系统支持EtherCAT总线通信和触摸屏交互，用户可直接设定工艺参数，在更换包装规格时仅需修改数据并微调部件，既保证了动作的准确可靠，也显著提升了设备调试效率与生产灵活性。

扫码可申请免费样片以及获取产品技术规格书