EtherCAT總線憑借高實時、低延遲的特性廣泛應用于工業自動化領域。為適配國產化高集成工控開發需求方芯推出FCM4E2353高集成SIP芯片一體化集成EtherCAT通信與主控MCU有效簡化硬件設計。FCM4E2353是一款工業級SOC芯片融合了FCE1353對標Microchip LAN 9253/2的EtherCAT協議從站控制器芯片和國產MCU的功能。該產品設計為SIP形式芯片內部已經將FCE1353與國產MCU通過并口HBI引腳進行了連接將以太網PHY、EtherCAT協議處理及微控制單元MCU三者集成于單一芯片內能夠有效簡化系統整體架構、縮減整體方案PCB板占用面積芯片采用工業級寬溫設計具備抗電磁干擾能力同時顯著提升系統運行的可靠性。芯片主要針對伺服控制方案可滿足高精度運動控制場景下對實時性、運算能力及接口擴展性的嚴苛要求。適用于伺服驅動器、精密運動控制單元、工業機器人關節控制等高端工業自動化場景為設備提供高可靠、高性能的一體化解決方案。FCM4E2353_EVB板為配套評估開發板支持兩種工作模式兼容主流EtherCAT主站軟件可滿足工業實時通信的測試與開發需求。本文檔詳細介紹該芯片與開發板的功能特性、硬件資源為用戶產品開發與項目應用提供技術參考。一、FCM4E2353 芯片FCM4E2353 采用 SIP 系統級封裝方案內部集成 FCE1353 與 AT32F435VG 兩顆芯片將以太網 PHY、EtherCAT 協議處理單元、主控 MCU 三合一集成于單顆 SIP 芯片大幅簡化整機系統設計提升硬件集成度。芯片采用 BGA144 封裝內部通過并口完成 FCE1353 與 AT32F435VG 的互聯SIP 封裝內部已完成兩顆芯片電源互聯設計。為兼容 FCE1353 兩種工作模式兩種模式共用引腳未對外引出差異化功能引腳單獨引出用戶可按需切換工作模式Legacy 模式引腳時序兼容 LAN9252 并口Direct 模式訪問速率更高不兼容 LAN9252FCM42353芯片框圖二、FCM4E2353 開發板FCM4E2353 是基于方芯 FCM4E2353EtherCAT 從站控制器 Cortex-M4 內核 MCU打造的評估 Demo 板。板子僅支持并口工作模式可選兩種配置HBI 多路復用單周期 16 位 EtherCAT 直連模式、HBI 多路復用單周期 16 位 LAN9252 兼容模式相關配置參數存儲于板載 EEPROM。開發板依托 EtherCAT 總線實現高速實時通信可搭配 TwinCAT 等主流 EtherCAT 主站軟件完成設備配置與狀態監控滿足工業場景實時通訊與擴展使用需求。開發板特性電源模塊支持 5V、3.3V 兩類供電輸入5V 供電兼容 DC 電源座、Type-C、排針三種接入方式3.3V 僅支持排針供電。時鐘電路ESC 協議單元外接 25MHz 無源晶振提供時鐘MCU 主控單元搭載 8MHz 外部無源晶振。EEPROM 存儲板載 16Kbit EEPROM用于存儲設備描述文件及芯片初始化配置參數。復位電路ESC 與 MCU 復位信號獨立引出配套實體復位按鍵支持手動復位操作。EtherCAT 通信接口搭載一路輸入、一路輸出雙路 EtherCAT 接口支持端口熱插拔、鏈路狀態實時檢測、故障鏈路自動切換硬件采用 RJ45 網口搭配隔離變壓器標準方案。狀態指示 LEDRUN_LED設備運行指示燈ACT_LED網口鏈路與數據活動指示燈ERR_LED故障狀態指示燈調試拓展接口板載引出 USART 串口、SWD 下載調試接口及全部 MCU 通用 GPIO 引腳便于用戶程序調試與功能拓展。FCM4E2353開發板具備高性能、高集成度優勢精準匹配工業自動化對實時性、穩定性、可靠性總線通信的核心要求依托微秒級同步精度、低數據轉發延遲與優秀抗干擾性能可為智能制造、現場總線控制、工業物聯網等應用場景提供成熟國產 EtherCAT 通信解決方案。