支持EtherCAT通信,单MCU即可驱动四轴电机+HMI的驱显一体伺服方案上架!

发布时间:2026-04-15 阅读量:782 来源: 我爱方案网 作者: bebop

在工业4.0与智能制造的浪潮下,高端数控机床与多关节工业机器人对伺服驱动系统的体积、成本及多轴同步性能提出了极致要求。传统的四轴伺服方案往往由“独立HMII+Ether CAT/NVUC等控制器+伺服驱动器(多个组成)的拓扑结构,不仅控制链路长、延时不可控,且多轴协同精度极易因通信带宽瓶颈而受限。


在此背景下,我爱方案网推荐基于国产RISC-V架构的高性能微控制器(如先楫半导体HPM6750系列)开发的一体化单芯片解决方案。


该方案依托主频816MHz的双RISC-V内核与高达9000 CoreMark的算力,实现了对四轴FOC矢量控制的集中处理;此外,该芯片通过片内2D图形加速引擎与丰富的显示接口,将触控人机界面(HMI)无缝集成于同一芯片内,直接驱动工业串口屏与状态监视面板。


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实战方案推荐:

先楫HPM6750单芯片4轴驱显一体伺服方案

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(先楫四轴电机方案)

展品简介:

四轴伺服解决方案采用高性能的 HPM6750 作为主控,单芯片实现 HMI 与四轴伺服运动控制,稳定性好、响应速度快、控制精度高,无需总线通信反馈与交互控制,片内完成所有数据采集、处理和显示,对伺服控制和四电机的同步控制效率大大提高。

展品特点:

816MHz 主频控制器,性能强悍

多伺服电机控制,高精度位置控制

集传感器数据采集、显示、交互、多电机控制于一体

相比模块化的伺服控制系统,方案性能和效率大大提高

应用领域:机器人,机械臂

HPM6750芯片资源介绍

HPM6750采用双RISC-V内核,主频达816MHz ,凭借先楫半导体的创新总线架构、高效的L1缓存和本地存储器,创下了MCU 高于 9000 CoreMark和 4500以上 的DMIPS性能新纪录。除了高算力RISC-V CPU,HPM6700系列产品还创造性地整合了一系列高性能外设:包括支持2D图形加速的显示系统、高速USB、千兆以太网、CAN FD等通讯接口,高速12位和高精度16位模数转换器,面向高性能电机控制和数字电源的运动控制系统

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HPM6200四轴伺服驱控方案

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方案基于HPM6200系列RISC-V高性能微控制器,集成高精度控制外设与丰富通信接口,通过单轴FOC控制与同步定时器实现四轴固定相位差协同驱动。软件系统覆盖预定位、S曲线规划及多环控制等完整控制链路,并集成通信与同步管理。

HPM6200驱控硬件采用控制板与功率板分离架构,控制板负责通信、调试、PWM信号生成及信号采集,功率板集成驱动、采样、编码器与电源接口,构成高集成度伺服驱控系统。

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方案优势:

· 搭载主频超600MHz的双RISC-V内核,支持双精度浮点与DSP扩展,具备3390 CoreMark高算力。

· 集成48通道增强型PWM,其中2组调制精度达100ps,并内置可编程逻辑阵列(PLA),支持自定义波形生成与复杂信号控制。

· 通过同步定时器实现多轴间固定相位差协同,结合预定位、S曲线规划及位置/速度/电流环等全链路控制算法。

· 316ADC(最高4MSPS)与24路模拟输入通道,集成Σ-Δ数字滤波器(SDM)提升控制精度。

· 支持高速USB、多路CAN-FDLINUART/SPI/I²C等接口,可扩展EtherCATCANopen协议,适配多种编码器与传感器接口。

· 依托高精度PWMADC及可编程逻辑,可同步实现伺服驱动与数字电源管理,适用于多轴机器人、高端数控等复杂场景。

先楫HPM6300低压伺服驱动器应用方案
基于HPM6300的低压伺服驱动器应用方案,具有高性能、高可靠性、高性价比等优点,在不同温度、湿度、振动等工业环境中可实现稳定运行,主控MCU丰富外设接口支持伺服电机系统一体化设计。
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典型系统框图
方案特点
• 采用先楫高性能、高实时性的微控制器HPM6300系列,主频高达 648MHz,Coremark 高达 3390,提高了伺服的响应特性。
• 利用HPM6300的 3个独立 16位ADC,可同时采集电机电流和母线电压进行快速采样,提高伺服的控制精度。
• 支持大容量本地存储,128KB ILM (0等待指令SRAM) 和128KB DLM (0等待数据SRAM),提高代码或数据的访问速度,有助于实现快速电流环。
• 内置16位 FMEC接口,满足与外围FPGA或 EtherCAT从站芯片进行高效通信。
• 完整开源的的位置、速度、电流三环FOC源码,其中,电流环延时仅1.06us,有效缩短客户的产品开发时间,为 ”单芯片” 伺服提供可能性。
• 内置 CAN接口,支持 CANFD通讯。

• 内置 FFT/FIR协处理器,实现快速的FFT计算,对于电流、电压信号进行实时分析,助力电机预维护功能。


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