台达 EtherCAT 控制器 MH2 拆解浅析.docx

台达EtherCAT控制器MH2拆解浅析智造商导语：提到EtherCAT主站控制器，大家首先想到的一定会是Beckhoff家的IPC或其CX系列嵌入式控制器了。但事实上，我们知道，随着这些年EtherCAT技术在各行业的应用普及，目前市面上可供选择的EtherCAT主站产品其实还有很多。本期，就和大伙来拆解一款来自DELTA台达自动化的工业控制器MH2。从官方的产品定位看，MH2属于DELTA台达自动化旗下基于PC的总线应用架构中一款集成EtherCAT协议接口的自动化控制器，搭载IntelCeleronJ19002.4GHz四核处理器和AMIBIOS底层操作系统，软件架构为基于Window10IoT通过CODESYS扩展的RTE实时控制系统;内存装备4GBDDR3L-1333存储器和128kBMRAM非挥发性存储器，集成USB端口、串行通讯端口、Gbps标准以太网端口及PCI/PCIe扩展端口，搭配CFast卡、SD卡、SSD、M.2SSD等储存装置。翻开这款MH2控制器右侧的金属盖板，可以看到，其内部为两层PCB板层叠的构造，整体安装布置在控制器左侧(上图底部)的外壳散热板上。图中上层(也就是控制器右侧)的PCB板主要是动力电源和I/O局部的回路，下层(也就是控制器左侧)的板子那么主要用于部署CPU处理器、存储、通讯等用处的芯片。近间隔观察上层(控制器右侧)的PCB板，注意到在上图中部左侧处有一块FPGA的芯片，用于扩展高速I/O，其左侧处配套了一片SDRAM，左侧下方处是一个32Gssd固态硬盘存储器。仅以这个配置来看，DELTA为了这款产品还是比拟舍得花钱的。右下角处，目测为I/O输入输出放大回路区域，包括隔离保护用的光耦。这层板子的反面总体来讲比拟简单，主要是各种元件之间的线路连接。右上角处为和另外一层PCB板连接的插槽;中间左侧处为一块PCIe千兆以太网通讯芯片，用的是intel的I210AT，其输出实际上就是控制器右侧的那个EtherCAT接口。从目前掌握的信息看，MH2的这个以太网端口根本上是在固件层面已经定义好了的，用户假如需要使用EtherCAT，那么就只能连这个端口。再来看另一层PCB板，左上角是与上层PCB板连接的电源处理回路，右上角处有4块小芯片应该是内存颗粒;中间下方处有另外两颗PCIe千兆以太网芯片，用的同样也是intel的I210AT，它们的输出是MH2控制器正面左侧的一对以太网GLAN端口。这两个普通以太网口，用户是可以选择跑Modbus/TCP或TCP/IP的。这层板子的反面是紧靠在控制器左侧外壳的散热板内壁上的，此处我们没有再做进一步的拆解，目测主CPU和内存的芯片应该都是在这里的。有关这款控制器的性能，有集成商朋友入手上机实测后反应称，MH2的轴循环周期根本上16轴1ms是极限，偶尔会有不稳定现象，应用复杂的话，建议设定为2ms会较为稳妥;另外，在控制通讯方面，我们目前还没有查到这款控制器的抖动数据，但目测它的性能极限根本也就是16轴，假如要跑凸轮功能的话，循环控制周期需要1ms以上，才比拟稳定。总的来讲，这款MH2的设计还是比拟中规中矩的，但从硬件的构造布局和一些细节，可以看出DELTA方面在产品制造的经济性上还是花了不少心思的，比方：没有看出有比拟刻意的紧凑化设计，但元器件布局在两层PCB板上的利用率还是相当可以的;产品外壳没有上CNC，也未单独开模加工，而是由金属板筋折弯制成的;散热片也只采用了标准件，并没有做特殊加工;据我解析，在配置接近的控制器产品中，这款MH2的价格还是蛮有竞争力的，相信这与它的设计应该不无关系。0