企业官网建设流程全解析

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ESC（EtherCAT Slave Controller，EtherCAT从站控制器）芯片，那怎么实现带可配置的SDO（Service 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：

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EtherCAT；

XMC4300F100 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！

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作者：dffzh
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