事業紹介：EtherCAT事業

EtherCAT通信システムは2013年より開発着手し、ハードウェア・ソフトウェアともに自社内で設計/開発を行い、当社オリジナルのマスタースタック、スレーブスタックを構築しました。世界的にも希少な「オリジナルマスタースタック搭載のEtherCATマスターボード」を提供可能です。

当社のマスタースタックは、他のマスタースタックベンダーとの差別化を図り、マスター、スレーブともにFPGAベースの設計を実現しました。ハード化されたマスタースタックは、通信システムにとって重要な高速な周期通信、リアルタイム制御に最適な高精度の送信フレームタイミング(低いジッター)を実現できます。

自社マスタースタックを搭載した自社開発基板を提供しているため、量産コスト/信頼性の両面で大きな強みがございます。

EtherCAT事業
EtherCAT Technology Groupのwebサイト上でも KSJ製品紹介しています。　 ETG KSJ製品ページ >


FPGAベースで動作するEtherCAT通信基板（マスター/スレーブ）

ハード化されたEtherCAT通信により高いスペックを達成

  • ・マスター対応機能
    「ETG.1500classB準拠機能」、「DC機能」、「Cable Redundancy」、「FoE」
  • ・周期通信速度/送出タイミングジッターの実測値
    32bitデータ×1スレーブのシステム：　8 μsec(Jitter ≒ 30nsec)
    40byteデータ×5スレーブのシステム：　40 μsec(Jitter ≒ 30nsec)

KSJ master stack Block Diagram

EtherCAT master block

自社開発ボードにより高性能かつ低価格を実現

  • ・基板供給させて頂く場合、マスタースタック費用を無償化でき、大変安価
    （※弊社開発済マスタースタック搭載）
    （※FPGAスレーブの場合、Beckhoff製IPコア費用が別途必要）
  • ・当社標準のマスター/スレーブボードをご使用頂く場合、
    拡張コネクタにより、お客様に必要な機能/インターフェイスを容易に追加可能
  • ・Xilinx FPGA, Intel FPGAのどちらにも対応可能
  • ・Zynq7000シリーズ、Ultrascale Zynq搭載のボードを提供可
EtherCAT事業
EtherCAT事業

KSJ EtherCAT configuration tool

KSJマスターボードと接続し、設定や動作確認可能なPCツールです。

EtherCAT configuration tool

Branch controller (slave stack & master stack)

FPGAベースのEtherCAT マスター&スレーブ 同時搭載

    • EtherCAT Branch controller

      ・２階層のEtherCAT通信ラインを分岐できるため、複雑なネットワーク構成を可能にします。
      ・Branch controllerがない場合よりも、１つのEtherCATネットワーク内のスレーブ数を少なくすることができるため、sleve数増加による周期時間の増大を避けることが可能です。
      ・当社では、BranchController用に、２階層のEtherCAT通信ラインであっても、時刻同期生を担保できる仕組みを構築済です！

      EtherCAT Branch controller detail

ESI生成ツール紹介

ESIファイルとは　　- 構築ハードル -

  • ・EtherCAT Slave Informationの略。slaveデバイスの機能や設定情報のこと。
    （製品情報、プロファイル、オブジェクト、プロセスデータ、時刻同期、シンクマネージャ設定など）

    ・規格に準拠して生成する必要があり、EtherCATの十分な知識なしに作成することは困難

    ・ファームウェア用に、ESIファイル内容とリンクしたCコードを用意するのは、非常に工数のかかる作業

KSJ ESI生成ツールの特徴

  • ・３形式のファイル生成が可能
ESI生成ツールの特徴1


  • ・開発者視点でGUIを用意
ESI生成ツールの特徴2

CC-link IE TSN商品紹介

1軸ステッピングモータードライバー

  • 　モーション制御コア、NPM製パルスコントロールLSI：PCL6115搭載
    3.0A/相(max)、加減速時カレントアップ、マイクロステップ1/32分割、
    適用モーター 2相バイポーラステッピングモーター
    制御方式 バイポーラ定電流駆動
    励磁方式 マイクロステップ制御 （1/1，1/2，1/4，1/8，1/16，1/32）
    CC-link IE TSN remote リモート局
    詳細は、販売元となる日本パルスモータ―（株）のwebサイトをご覧ください。 CC-link IE TSN
    リモート局 >

EtherCAT開発の歩み (CC-link IE TSN開発を含む）

　
2013年
  • ・産業用オープンネットワークシステムの一種であるEtherCAT技術に着目し、 組込用のEtherCATマスター・スレーブの開発に着手
  • ・Xilinx Zynq SoC搭載のEtherCATマスター評価用のボードLic-Zを開発
2014年
  • ・第一段階としてARM CPU上でEtherCAT ClassBとDC機能、冗⻑機能を実現する 独自のマスタースタックを開発
  • ・ベッコフ製EtherCATコントローラET1100+マイクロコントローラの構成により EtherCATスレーブを実現
2015年
  • ・高性能でコンパクト設計のEtherCATマスター評価ボードLZ200を開発
2016年
  • ・TI社製AM3357 Sitara マイクロプロセッサを使ったEtherCATスレーブを実現
2017年
  • ・EtherCATマスター機能をARM CPUからFPGAへの移植作業を開始し、Xilinx Microblazeと独自IPコアによる非常に高速な周期通信と低ジッターを実現する FPGA EtherCATマスターを開発
  • ・Xilinx ZynqのARM CPUでEtherCATマスターの初期環境設定が可能なFPGA EtherCATマスターIPを開発 ・FPGAベースのEtherCATマスター評価用のLZ201ボードを開発
  • ・Beckhoff IPコア ET1815/ET1816を使用し、FPGA上でEtherCATスレーブを実現
2018年
  • ・FPGAベースのEtherCATマスターをIntel Cyclone V FPGAへ移植
  • ・Infineon製XMC4300を使ったEtherCATスレーブを開発し、モーションコントロール開発に着手
  • ・Beckhoff IPコア用EtherCATスレーブスタックFPGA IPコア開発の開始
  • ・「Beckhoff IPコア+KSJスレーブIPコア」により非常に高速な周期通信と 高精度な同期に対応可能なシステムを開発
2021年
  • ・CC-Link-IE-TSN リモート局の開発としてステッピングモータドライバーの開発に着手

主なシステム開発実績

　　 　　　 　　　 　　　 　　　
システム 構成 詳細
半導体装置用 マスフローコントローラ
  • スレーブ開発： ET1100+RENESAS RXマイコン
  • 半導体装置用マスフローのコントール基板。
高速アナログデータ収集システム
  • マスター開発： 自社開発マスターボード LZ200ｼﾘｰｽﾞ
  • スレーブ開発： ET1100 + NXPマイコン
 建物内の３軸加速度センサのデータ(24bit×3軸)を、
100usec周期で収集するシステム。
高層建築物の固有振動数を測定。
  • 多軸ステップモータドライブユニット
  • EtherCATインターフェイス基板
 スレーブ開発： ET1100 + NXPマイコン 16軸のモータを制御可能なモータユニット
大型放射光施設 Spring8にて採用済
ガスリークテスター マスター開発： 自社マスターボード LZ202 IC部品や薬品パッケージのガス漏れ検査システム
コストメリットからPLC採用から転用した
接続slave数：10個
  • 産業用繊維装置）
  • EtherCATマスターIPコア
  • マスター開発： Intel FPGA CycloneV上で動作する
  • KSJ Master stack IPcoreを提供
EtherCAT slaveとして、複数のI/Oやモータを接続
100usecの周期通信による制御を行っている。
  • プレス機用サーボモータコントローラ装置
  • EtherCATインターフェイス基板
  • マスター開発： Zynq7014s搭載ボード
  • スレーブ開発： Zynq7007s搭載ボード
    • (Beckhoff slave IPコア使用)
２階層のEtherCATラインから成るシステムを構築
最大5個のマスターボード、40個のスレーブボード環境で、
100usecの周期通信で、全てのDC時刻を同期。
  • ステッピングモータドライブ基板
  • (1軸ボード、4軸ボード)
 スレーブ開発： Infineon XMC4800 プロセッサ搭載250usecの周期通信に対応したモータドライブ基板
CiA402対応
  • 半導体装置用 バルブコントローラ
  • マスター開発： 自社ボード LZ202
  • スレーブ開発： Infineon XMC4800 プロセッサ搭載
CiA402対応
  • 半導体装置用モータドライブユニット
  • EtherCATマスターIPコア
  • マスター開発： ARM CPU上で動作する
    • KSJ Master stackを提供
250usecの周期通信にて、
８個のslaveのモータ制御を行う
車両バックネットシステム
  • マスター開発：Zynq ultrascale+用 Master stack IPコア
  • スレーブ開発：HDLのみで作成したSlate stack IPコア
 Slaveでは、EtherCAT stackのプロセッサ処理をなくし、
全てHDLでSlave stack IPコアを構築
機能安全規格SIL4をシステムとして認証取得予定
鉄道送電設備 配電システム スレーブ開発： 自社ボード LZ202 EtherCATスレーブとして、制御指令を受ける。
FPGA内で、電流フィードバック制御によるコイル励磁
を行う。
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EtherCATユーザーズマニュアル

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