Microchip扩展PolarFire工业边缘网络

Microchip Technology宣布，已扩展其工业边缘网络解决方案栈，为PolarFire FPGA/SoC新增EtherCAT与TSN（时间敏感网络）功能。Beckhoff Automation的EtherCAT IP同时支持PolarFire FPGA和PolarFire SoC，Microchip的TSN IP则可在PolarFire SoC上使用。

该方案以硬件、IP、开发工具和参考设计组合成解决方案栈，面向工业网络、AI、机器学习及安全相关应用开发。EtherCAT IP支持10/100/1000Mbps EtherCAT连接；Microchip TSN方案基于IEEE 802.1 TSN标准，支持确定性1Gbps以太网通信。EtherCAT用于工业设备间低延迟实时通信，TSN则通过控制标准以太网上的通信时间与延迟，在混合不同优先级数据的网络中确保可预测的通信性能。将两项技术集成到PolarFire平台后，可在保障连接设备互操作性的同时构建可扩展工业网络。

随着工业系统加快引入AI自动化、机器人技术和智能边缘计算，AI图像识别和状态判断需要反馈到生产设备动作中，这就要求传感器、控制器、机器人、电机等之间实现低延迟、低抖动的实时通信。Microchip认为，工业网络正朝着更智能、分布式和数据驱动方向演进，开发具备响应性和扩展性的系统需要确定性网络技术。通过在FPGA中集成EtherCAT和TSN，系统可按需求组合网络处理、实时控制和AI处理等功能。

PolarFire FPGA/SoC以低功耗为特点，并采用非易失性架构实现即时启动。与从外部存储器读取配置数据的方式相比，设备在上电后能更快启动系统。其安全功能包括安全启动和防篡改保护。借助灵活的FPGA架构，用户可集成EtherCAT与TSN，并可根据工业网络配置、标准及连接设备的变化定制功能。Microchip称，该平台将实时处理、高可靠性、能效和安全性集于一体，有助于降低工业网络复杂度。

目标应用包括运动控制、工业机器人、嵌入式视觉、工厂自动化和AMR（自主移动机器人），并计划拓展至车载系统、智能基础设施以及航空航天/国防平台。例如在工业机器人中，系统可利用摄像头和传感器获取信息，由AI识别周围状态，再通过EtherCAT或TSN将判断结果传输至电机控制。对于AMR，视觉与传感器处理、行驶控制、与上位系统连接等处理和通信需求不同的功能，可实现在同一FPGA/SoC平台上。

该工业网络解决方案由Microchip的Libero SoC设计套件、IP核和参考设计提供支持。为便于快速评估和原型开发，还可使用双端口千兆以太网FMC卡ETH-DC-DUALGBE和PolarFire SoC Video Kit MPFS250-VIDEO-KIT。开发者可结合EtherCAT与TSN IP、开发工具及评估硬件，从工业边缘网络评估推进到原型和系统实现。Microchip表示，通过在低功耗PolarFire FPGA/SoC上增加实时网络功能，将支持面向AI自动化、机器人技术和工业4.0的工业边缘系统开发。