基于紫光同创FPGA的EtherCAT通讯方案

“目前市场上供应的口罩主要包括医用外科口罩和N95口罩，分属平面口罩、折叠口罩，由于形状不同，具体生产工艺存在一定差异。但是从原理上来看，口罩自动生产线将成卷的无纺布，自动切割成口罩的外形，自动叠压后自动焊接耳带，经过消毒等程序包装成品，利用PLC、伺服电机等程序控制实现自动化生产。”

2020年初，新冠肺炎疫情的突然爆发，导致市场上的口罩供应严重短缺。在国家政策的支持下，大量企业购置口罩机，转产口罩生产。巨大的市场需求，加之疫情造成的复工难题，导致口罩机产业链各环节产能异常短缺，严重制约了口罩的及时供应。为了破解这一难题，紫光国微子公司紫光同创响应政府号召，第一时间科学复工，积极配合多家国内知名工业控制厂商优化方案，全力保障客户产品稳定供应，以满足终端口罩机厂商对核心控制系统的迫切需求。

助力口罩机高速生产

目前市场上供应的口罩主要包括医用外科口罩和N95口罩，分属平面口罩、折叠口罩，由于形状不同，具体生产工艺存在一定差异。但是从原理上来看，口罩自动生产线将成卷的无纺布，自动切割成口罩的外形，自动叠压后自动焊接耳带，经过消毒等程序包装成品，利用PLC、伺服电机等程序控制实现自动化生产。

由于口罩生产涉及到张力控制、分切复合、裁切、成型、焊接、立式包装等多个工艺，要求生产设备控制系统具有高响应、高速通讯、高精度及高同步等特性，以满足口罩机高速及稳定生产需求。

为了保障口罩机的高速运转，紫光同创联合客户共同推出了“内置2核处理器+FPGA”架构方案，具备IEC61131标准与外部通讯处理引擎，实时运动控制驱动引擎，模块间高速同步通讯引擎，采用EMMC+SD+USB3.0+DDR3加速内存，内置32路高速IO（16in/16out），以实现PAC运行控制器的高速通讯。其中，紫光同创Compact系列低功耗CPLD起到IO拓展的关键作用，以提升各指令的通讯速度和同步精度。

除此之外，想要实现最大的生产效率，还需要对口罩机伺服电机进行多轴高速同步控制。相对传统的脉冲方案，基于EtherCAT的高速以太网方案，可对多轴同步控制，除了提高口罩单位分钟内的生产数量，还具有高响应定位特性，可大幅度提高口罩裁切及双耳带焊接精度，在提升生产效率的同时保证质量。此外，采用全部EtherCAT多轴连接，还可以大幅度节省配线与故障排查时间，节约工时，满足疫情期间的大面积口罩需求。

基于紫光同创FPGA的EtherCAT通讯方案，具备精确的主站DC，从站同步输出达到40纳秒的同步精度，更加突出了EtherCAT现场总线的同步性能及高效性，大量减轻处理器的负担。目前工业控制客户正在积极评估该方案，也即将用于全自动口罩机中，为疫情防控保驾护航。

携手客户共克时艰！

突如其来的疫情，对于产业链更是带来巨大的影响。随着疫情在全球范围内的大肆蔓延，可以预见今后一段时间内，疫情防控仍然面临严峻挑战。

在这特殊时期，紫光同创积极与产业链上下游协同合作，将一如既往地为客户提供稳定的产品供应和高质量的支持服务，并协调了大量研发和技术资源，借助FPGA产品灵活可定制的特性，全力支持客户优化产品方案，加速产品上市的进度，为疫情防控提供高效的检测、识别、分析及防护等支持，携手客户为打赢疫情防控攻坚战贡献智慧和力量！
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