事業紹介:EtherCAT マスター
KSJが提供可能なEtherCAT Master!!
組込み型のEtherCAT通信システムの採用を検討されているお客様には必見のシステムの提案です。
KSJは組込み型のEtherCAT通信システムに特化し、FPGAとCPUを組み合わせたAPPを自社開発し最速の周期通信等を持つEtherCAT Masterが提供可能です。
EtherCAT Masterは複数の選択肢が用意されており、それぞれの事情にあったご採用を検討する事が可能でKSJのEtherCAT Masterを採用いただければ、お客様の事情にあった最適な環境が提供できると考えております。
KSJは組込み用のEtherCAT Masterが色々な方法で選択可能で、更にハード開発、製造部門も社内で持っているためKSJ EherCAT Masterを組み込んだ形で基板供給する事もできるメーカーです。
KSJ EtherCAT Masterstackの性能
ハード化されたEtherCAT通信によりソフト処理版と比較して高いスペックを達成
ETG.1500classB準拠機能
実績より、要望の多い以下3機能は対応済。他機能もご要望がございましたら、インプリメント可能です。
DC機能、FoE機能など。
周期通信の高速性
表. KSJマスタースタックで実現できる周期通信時間例
PDO通信データ量 | スレーブ数 | 最小周期通信時間 |
---|---|---|
32bit (4Byte) PDO | 1 | 8μsec |
40byte PDO | 5 | 40μsec |
16byte PDO | 32 | 100μsec |
リアルタイム性 (低Jitter、同期時刻システム設計)
KSJマスターは、他社マスターと比べて、フレーム送信タイミングのJitterが非常に小さい。
そのため、高速周期通信システムでも、リアルタイム性を持ったタイミング制御が可能!

【KSJ master stack】
jitter < 50 nsec

【他社 CPU master stack】
jitter ≒ 2~3 usec
フレーム送信タイミング(250us周期)でのJitter比較

DC機能を用いたスレーブ処理時間イメージ
(Jitterが小さいほど、青線タイミングのブレ小さく、スレーブ処理時間を担保可能!)
KSJ製LZ202基板/KSJ EtherCAT Master搭載済み提供基板
(性能確認用の評価ボードを兼ねる)
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■Xilinx Zynq SoC XC7Z010搭載 組込型高速EtherCAT通信基板
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■開発時に利用可能なKSJ EtherCAT コンフィグレーションツール
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■ユーザーアプリケーションケーションはDual ARM Cortex A9 CPU上で動作
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■MasterリファレンスクロックによるDC同期機能可能
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■上位アプリケーションケーションI/F用 Ethernetポート
(PCまたはプログラマブル表示器などの接続用) -
■基板背面の拡張コネクタ経由でお客様要求に合わせたインターフェース基板を拡張可能
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■開発評価キット LZ202 + ソフトウェアスタック/API + サポート(20h)

評価ボードLZ202 HWブロック図・ハードウェア仕様
ブロック図

ハードウェア仕様
Main IC | Xilinx Zynq SoC XC7Z010 Dual ARM Cortex A9 CPU 667 MHz + FPGA Logic 28K logic cell |
USB port | Micro-USB: 1 port (for UART) |
---|---|---|---|
Slot | MicroSD slot (SDHC, SDHS compatible) | ||
Expansion | 80 pin connector (62 pins for signals) | ||
Power supply | DC 24V | ||
Memory | 256MB DDR3 SDRAM 1066 Mbps | Size | 130 x 80 mm |
QSPI NOR Flash 32 MB | Operating temp | 0 to 50 ℃ | |
EtherCAT | RJ45 100 Mbps: 2 ports (1 port for redundancy) |
CE marking | Compliant |
Ethernet | RJ45 1 Gbps: 1 port (for TCP/IP) |
SoC内部ブロック図

KSJ製RB100基板/KSJ EtherCAT Master搭載済み提供基板
(性能確認用の評価ボードを兼ねる)
RB100はXilinx Kria SoM K26を搭載し、KSJ EtherCAT MasterやEtherNet TSN Masterを搭載するシステムが実現できます。
Kria を採用した結果非常にコンパクトな基板となっており、110mm×160mm の大きさを実現しております。
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■開発時に利用可能なKSJ EtherCAT コンフィグレーションツール
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■リアルタイムユーザーアプリケーションはDual ARM Cortex R5F CPU上で動作
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■MasterリファレンスクロックによるDC同期機能可能
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■上位アプリケーションケーションI/F用 1GB Ethernetポート, USB 3.0, USB 2.0 (PCまたはプログラマブル表示器などの接続用)
RB100はKSJ EtherCAT MasterやEtherNet TSN Master以外にROS2コントロ-ラを実現するための各種ドライバーの提供も可能で、 USB3.0が接続できToFカメラによる3次元の画像の取込やOpenCVを使った画像解析用の各種ドライバーの提供も可能です。
また、ROS2と画像解析機能を使い、障害物を検知し、自動的に新たな軌道を解析し動作させるような機能も基本ドライバーとして提供可能です。
また、上記のドライバー以外でXilinx Kria SoM 内部でユーザーアプリケーションケーションと融合してご使用いただくことを想定しています。

評価ボードRB100のHWブロック図・ハードウェア仕様
ブロック図

ハードウェア仕様
Main IC | Kria SoM K26 Arm CoretexA53×4 R5F×2 + FPGA Logic 256K logic cell |
Display Port (Board) | :Linux GUI 出力 |
---|---|---|---|
Isolated and non-Isolated GPIOs(Pmod) | |||
USB port | USB3.0 or USB 2.0, USB UART | ||
Slot | MicroSD slot (SDHC, SDHS compatible) | ||
Memory | Main Memory(Kria) DDR4 SDRAM 4GB(64bit) |
Expansion | |
Boot ROM(Kria) QSPI NOR Flash 64MB |
DIPSW, RTC, LED | ||
eMMC(Kria) 16GB |
RS485/RS422 4ch | Full, Half duplex | |
microSDソケット(拡張基板上) SDHC/SDCX 128GBまで ファイルシステム対応 Ubuntuの開発で使用する。 | |||
ブート方式 NOR Flash/microSD/eMMC/JTAG 4bit DIPスイッチで切り替え | |||
EEPROM(Kria) 64bit MACアドレス | Power supply | 24V | |
EtherCAT | RJ45 Giga Bit Ether × 2 ports (for cc-Link ) |
Size | 162 x112 mm |
Operating temp | 0 to 50 ℃ | ||
Ethernet | RJ45 1 Gbps: 1 port (for TCP/IP) | CE marking | Compliant |
MPSoC内部ブロック図

KSJ製EMM基板 :KSJ EtherCAT Master Module
(性能確認用の評価ボードEVAL-CBを使用し検証)
KSJ EtherCAT Masterを内蔵するボードで、KSJが提供する他のシステムでは、同一デバイス内にお客様のアプリケーションケーションとKSJ EtherCAT Masterと融合しますが、 このボードにはKSJ EtherCAT Masterが組み込まれており、お客様様の基板上に載せてEtherCATシステムが簡単に構築可能になります。
基板サイズは70×50mmを実現しており、お客様の基板と、基板上でスタッキングコネクターで接続可能な構造としております。
EtherCAT通信によって送受信する各種データをDPRAMを使って、お客様側のシステムと送受信をする構造としております。
DPRAMはアドレスバス、データバス共に16Bit幅のバスサイズでお客様側と接続できます。
EMMではFPGA上にDPRAMを実装していますので、160Mbps※と非常に高速な送受信が可能としております。
※お客様側の基板に、FPGAでなくマイコンなどを利用いただく場合、送受信の速度は160Mbpsより低速となります。
また、PC等の接続用にGb Ethernetを1ch持ちRJ45の代わりに、IXコネクター(ヒロセ電機 'IX60G-A-10P)が実装されております。他のシステムと同様にKSJが提供するPC上で動作するコンフィグレーションソフトが使用可能となっています。
冗長機能を除き他のKSJ EtherCAT Masterの機能を搭載しておりますが、ハード的なEtherCAT通信のPHY以降の回路は搭載しておりません。
PHYはMII規格を前提としており、当ボードではADIN1300BCPZ(AD社製)※を使用しております。
(※PHYのMII以外の規格への対応は別途相談)
※なお、MII規格であれば、どの型式のPHYをお客様側で選定頂いても問題ありません。EMM基板の御購入を検討されている場合は、性能確認用の評価ボードEVAL-CBを使用し評価されることを推奨します。
2024年 秋
リリース開始!

EMMのシステム概念図

EMM性能確認用評価ボードEVAL-CB基板
性能確認用の評価ボードEVAL-CBを購入頂いたお客様には、160Mbps※の非常に高速通信可能なDPRAMのお客様側のFPGAデザインを提供可能です。
※お客様側の基板に、FPGAでなくCPUなどを利用いただく場合、送受信の速度は160Mbpsより低速となります。
同時に「EtherCAT通信用のEthernet回路・PHYの使用方法」「スタッキングコネクター⇔PHY⇔RJ45の参考アートワーク図の提供」をおこないます。
EVAL-CBの内部ブロックはEVAL-CBの概念図のように構成されておりUserAPPエリアにお客様のAPPを移植し性能確認もおこなう事ができます。
EMMと同じConfigツールが、EVAL-CB上のGb Ethernet経由で利用できます。
これにより、EVAL-CB側のEtherCAT APIを使って、EMMのDPRAMを介してデータやり取りした上で、正しくEtherCAT通信できていることが確認できます。
