了解一下EtherCAT模块的竞品设计，想不到也是蛮有意思的事情

之前给客户开发一款定制的EtherCAT模块的时候客户寄给我们一套相应的另一供应商设计的产品对于我们而言称之为竞品然后好像就是因为这个竞品模块在客户现场时不时就出现EtherCAT网络断开的异常才找我们来开发和设计。当然目前我们给客户设计的这款定制的EtherCAT模块已经处于量产阶段客户也时不时在下单现场运行也没出现什么异常相较之下我们的产品有明显的竞争力。我的好奇心比较大正好最近得空一点正好竞品就在我这边所以我就想了解一下竞品是怎么设计的硬件上用了什么EtherCAT方案对于数字输入输出和模拟输入输出又是用了什么芯片等等接下来便开始了探索之旅……1、首先肯定是先来看看EtherCAT主控用的是什么方案看了一下板子没有MCU貌似只有一颗ESCEtherCAT Slave ControllerEtherCAT从站控制器芯片那怎么实现带可配置的SDOService Data Object服务数据对象的EtherCAT模块的呢认真看了一下芯片表面的丝印5458069843198b2269.png(416.93 KB, 下载次数: 0)下载附件2026-2-5 13:58 上传写的内容是“Infineon EtherCAT XMC4300F100 F256AA”等信息Infineon我是知道的就是英飞凌公司EtherCAT便是指的工业以太网控制协议EtherCATXMC4300F100 F256 AA应该就是芯片型号等信息了。先不管了到英飞凌中文官网查找了一下该芯片的信息搜索了XMC4300果然出来了看了一下芯片简介XMC4300器件都是基于 Arm® Cortex-M4® 处理器内核的 XMC4000 系列微控制器的成员。 XMC4300将 Arm® Cortex-M4® 内核的扩展功能和性能与强大的片上外设子系统和片上存储单元相结合。 Arm® Cortex-M® 微控制器上的 EtherCAT 节点具有片上闪存和模拟/混合信号功能具有出色的闪存与 RAM 比率。到这里我算是明白了原来XMC4300是一款自带EtherCAT节点的MCU芯片也就是我们这边常用的MCU芯片ESC芯片的方式。因为我们这边没用过这种集成的方案所以现在我又对EtherCAT模块设计这些多了些许了解非常可以当然EtherCAT通信少不了PHY物理芯片找啊找在MCU芯片附近看到了两颗芯片芯片丝印的主要内容是“DP83848”然后百度了一下厉害了还用的是德州仪器TI公司的芯片支持 SNI 和 JTAG 接口、具有工业级温度范围的 10/100Mbps以太网 PHY 收发器。用两颗PHY芯片一颗负责EtherCAT IN一颗负责EtherCAT OUT。这么看来竞品的EtherCAT主控方案采样英飞凌XMC4300 DP83848的拓扑操作用料蛮讲究的啊那整体产品性能一般的原因基本上就是出现在硬件设计或者PCB设计上面了吧。2、接着来看下数字输入和输出用的是什么方案按开发我们设计的板子的经验找到了数字输入检测和数字输出控制部分的电路看了芯片丝印如下拍照后看的不怎么清楚输入检测芯片的丝印是HC245输出控制芯片的丝印是HC273。查了一下资料HC245是一款高速CMOS逻辑八位双向缓冲器广泛应用于数字电路中进行数据输入和输出的控制。既带输入检测功能和输出控制功能其引脚图和说明如下图所示而HC273也是一款高速CMOS逻辑八位双向缓冲器具有八路边沿触发D 型触发器带独立的D输入和Q输出既也带输入检测功能和输出控制功能其引脚图和说明如下图所示两者与MCU的通信方式都是基于4线的串行总线方式可以用模拟SPI等方式实现。那我就有点好奇了为什么不用其中一种芯片来实现输入检测和输出控制功能而要用两种不同的芯片呢原来应该和两者的输出特性及其产品输出继电器控制的需求有关吧。然后因为输入和输出的点位比较多超过8点因此看了一下也是用的菊花链拓扑结构的方式实现点位控制的。3、然后再来看下模拟输入和输出用的是什么方案看了模拟输入和模拟输出接口附近的电路和芯片模拟输出部分的芯片如下丝印是“TY5618”查了一下资料是TI的数模转换芯片也是就是DAC又是TI的感觉这板上有不少TI的芯片啊还是任性的很……模拟输入的芯片要么丝印看不清楚要么是板上没焊接不过猜测可能也是TI公司的封装如下DAC芯片和ADC芯片与MCU的通信方式应该都是标准SPI总线。3、最后也再来看下差分编码器用的是什么方案看了差分编码器部分电路用的两颗光耦转换芯片即将两组差分信号A和A-B和B-分别连接到一颗光耦转换芯片这点和我们有点区别我们是用了一颗双通道的光耦芯片但这影响不大。然后再将光耦输出信号连接到MCU的带编码器模式的GPIO口即可用于差分脉冲读取和计数。以上便是竞品模块的与软件相关性比较大的设计部分这么看来所用的核心芯片都是业界大佬级厂商的竞品公司还是蛮任性的物料成本管控没有这么严格啊~~不过有一点这个竞品的板子的丝印标注比较清楚很细节很到位这点还是值得我们学习的。其实了解一下竞品的设计理念和方案还是蛮有意思的确实也可以提高自身的技术眼界也有助于后续自研项目的选型对于从事硬件开发的来说可能更有裨益……另外其实很多公司都是有竞品分析工程师的说不定未来也是个工作方向。这次的竞品学习分享就到此了。---------------------作者dffzh链接https://bbs.21ic.com/icview-3505786-1-1.html来源21ic.com此文章已获得原创/原创奖标签著作权归21ic所有任何人未经允许禁止转载。