集成Ether CAT、软硬件开源可交付！国产全新机器人关节伺服芯片/方案上市

随着机器人应用从工业自动化向服务、协作等多元化场景持续渗透，运动控制精度与能效升级成为衡量机器人领域的核心指标。而高集成、高性能、低功耗的专用控制芯片成为产业升级的关键技术支点。

快包分析师推荐先楫全新一代高性能以太网总线运动控制微控制器产品——HPM5E3Y是一颗机器人关节专用的高性能MCU，内置EtherCAT控制器和PHY，兼具高算力、高集成度、实时通信等优势，同时最小封装仅9×9毫米，可适配机器人关节紧凑的空间设计需求。

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HPM6E8Y面向高性能复杂关节控制场景，而HPM5E3Y侧重高集成、高效率与规模化部署需求，共同构成目前全球最完整的机器人关节专用MCU产品系列。

下图是先楫机器人控制芯片对比表格，帮助工程师们快速选型：

HPM5E3Y系列MCU采用高实时性RISC-V内核，主频达480MHz，内置512KB RAM和1MB Flash闪存，片上集成2个以太网PHY收发器，配置EtherCAT从站控制器 (ESC: EtherCAT Slave Controller)，千兆以太网口，以及16路高分辨率PWM输出，Σ∆ 数字滤波和高精度运动控制系统， 可以在工业自动化领域实现基于高实时性、低延时的以太网总线的高压/低压伺服、步进伺服、远程 IO、传感器和通讯模块等应用。

同时，HPM5E3Y系列提供196 BGA和121 BGA两种封装形式，其中196BGA与HPM6E8Y实现硬件引脚兼容，便于系列间无缝替换；121BGA封装在同类方案中具备小尺寸、高集成度优势。

芯片特点：

· 主频480MHz，高性能RISC -V内核

· 512KB RAM，1 MB FLASH

· Ether CAT 从站控制器，支持 3个端口

· 集成2个百兆以太网 PHY

· 1个千兆以太网 MAC控制器

· 16通道 100ps 高精度 PWM

· 支持运动传感器接口，增量式位置传感器接口和磁编码器接口

· 支持可编程逻辑单元PLB

· 4个 CAN/CAN-FD接口

· 2个 2MSPS 16位高精度 ADC

· 1个 4通道 ΣΔ滤波器

· 196 BGA，12x12，0.8 pitch

· 121 BGA，9x9，0.8 pitch

· 工作温度：-40 ~ 105˚CTA

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基于HPM5E3Y的关节伺服解决方案

方案以RISC-V架构的单芯片集成EtherCAT通信与实时控制。该方案将高性能MCU芯片与电机驱动电路、编码器、减速器高度集成，体积更小、集成度更高，可灵活适配协作机器人的紧凑关节设计，降低整机身重量。同时，提供开源的软硬件设计文档资料，支持用户基于芯片自定义控制算法，兼容多场景二次开发。

方案参数：

· 输入电压：24VDC

· 适配电机：最大电流13A/扭矩12Nm

· 电流环频率：16KHz

· 速度环：2KHz

· 位置环频率：1KHz

· CiA402协议：PP、PV、PT、HM、CSP、CSV、CST

· EtherCAT OTA：支持

· 额定相电流：4A

· 额定扭矩：12Nm

· 额定功率：62W

· 减速比：6:1

· 减速器类型：行星

· 通讯方式：EtherCAT，CAN，RS485

基于HPM6E系列的EtherCAT伺服驱动器方案

方案搭载先楫HPM6E80 RISC-V双核处理器，600MHz主频，性能强劲，能够无缝支持伺服系统控制及工业以太网网关等多种应用场景。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。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)

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