摘要:为了保障口罩机的高速运转,紫光同创联合客户共同推出了"内置2核处理器+FPGA"架构方案,该方案具备IEC61131标准与外部通讯处理引擎,可实时运动控制驱动引擎、模块间高速同步通讯引擎,其采用EMMC+SD+USB3.0+DDR3加速内存,内置32路高速IO(16in/16out),以实现PAC运行控制器的高速通讯。在方案中,紫光同创Compact系列低功耗CPLD起到IO拓展的关键作用,大幅提升了各指令的通讯速度和同步精度。

随着国内新冠肺炎疫情逐步得到控制,各行各业在有序复工,对口罩的需求猛增,近日,紫光同创联合客户共同推出了"内置2核处理器 FPGA"架构方案,能够有效提高口罩机产能,并且在提升生产效率的同时保证质量,大幅度节省配线与故障排查时间,节约工时,满足疫情期间大幅增长的口罩需求。

据前瞻产业研究院的报告,目前若全面复产,按每人每天1只口罩计算,至少需要每天5.3亿只口罩,国内2019年口罩的最大产能为2000万只/天,无法满足,加上疫情带来的复工难,口罩机产业链各环节产能更是异常短缺,严重制约到口罩的及时供应,不少企业纷纷转产口罩,以满足需求。半导体企业也积极承担责任,在各自领域攻坚创新,加入到破解口罩产能难题的行列中,紫光同创经过努力,率先推出了能够有效提升口罩机产能的技术解决方案。

疫情之下口罩难求,紫光同创FPGA芯片助口罩生产全面提速-芯智讯

目前市场上供应的口罩主要包括医用外科口罩和N95口罩,生产工艺存在一定差异,从原理上来看,都是利用PLC、伺服电机等程序控制实现自动化生产,由于口罩的生产涉及到张力控制、分切复合、裁切、成型、焊接、立式包装等多个工艺,所以要求生产设备控制系统具有高响应、高速通讯、高精度及高同步等特性,以满足口罩机高速及稳定的生产需求。

为了保障口罩机的高速运转,紫光同创联合客户共同推出了"内置2核处理器 FPGA"架构方案,该方案具备IEC61131标准与外部通讯处理引擎,可实时运动控制驱动引擎、模块间高速同步通讯引擎,其采用EMMC SD USB3.0 DDR3加速内存,内置32路高速IO(16in/16out),以实现PAC运行控制器的高速通讯。在方案中,紫光同创Compact系列低功耗CPLD起到IO拓展的关键作用,大幅提升了各指令的通讯速度和同步精度。

疫情之下口罩难求,紫光同创FPGA芯片助口罩生产全面提速-芯智讯

基于紫光同创PGC1KG CPLD的口罩机控制器单板

除此之外,想要实现最大的生产效率,还需要对口罩机伺服电机进行多轴高速同步控制。相对传统的脉冲方案,基于EtherCAT的高速以太网方案,可对多轴同步控制,除了提高口罩单位分钟内的生产数量,还具有高响应定位特性,可大幅度提高口罩裁切及双耳带焊接精度,在提升生产效率的同时保证质量。此外,采用全部EtherCAT多轴连接,还可以大幅度节省配线与故障排查时间,节约工时,满足疫情期间的大面积口罩需求。

基于紫光同创FPGA的EtherCAT通讯方案,具备精确的主站DC,从站同步输出达到40纳秒的同步精度,更加突出了EtherCAT现场总线的同步性能及高效性,大量减轻了处理器的负担。

据悉,目前工业控制行业企业正在积极评估该方案,该方案即将启用于全自动口罩机中。紫光同创对外表示,将与产业链上下游协同合作,协调大量研发和技术资源,借助FPGA芯片产品灵活可定制的特性,全力支持客户优化产品方案,为疫情防控提供高效的检测、识别、分析及防护等支持。