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英飞凌日前针对高低端工业应用，分别推出两大MCU系列新品，包括XMC1000的最新系列XMC1400和号称“目前市场上最紧凑的EtherCAT节点外加顶尖内存和外设集成”的XMC4000。
XMC1400分为通用型/增强型电机控制/CAN通信3个子系列，采用VQFN40/VQFN48/VQFN64/LQFP64封装，主要面向电机、电源控制、家电控制、工业I/O模块以及小型通用机械应用。新系列将CPU主频提升至48MHz，再结合96MHz协处理器单元MATH，可提供更强的运算能力。相比上一代产品，XMC1400拥有更多的通信接口和管脚封装，集成了MultiCAN模块，支持CAN 2.0B协议，还提供了更多针对电机及电源应用相关外设单元，可以支持双电机控制及复杂的电源控制。
F1: XMC1400系列框图
XMC4800基于ARM Cortex-M4内核，配备144MHz CPU、最高2MB嵌入式闪存、352Kb内存和全方位外设和接口功能，包括四个并行快速12位A/D转换器模块、两个12位D/A转换器、4个Δ-Σ解调器模块、6个捕获/比较单元(CCU4和CCU8)和两个定位接口模块，主要面向制造和建筑自动化、电气传动和太阳能逆变器领域。由于集成EtherCAT功能，用户无需专门的EtherCAT ASIC、外部存储器和时钟晶体。另外，XMC4800系列还提供6个CAN节点、6个串行通信通道、一个用于通信的外部总线接口，并支持以太网、USB和SD/MMC接口。三种封装选项为LQFP-100、LQFP-144和LFBGA-196。
F2: 集成EtherCAT功能的XMC4800
第二页：Ether CAT到底是哪里好？
第三页：英飞凌眼中的工业 4.0
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EtherCAT到底是哪里好？
根据IMS和ARC的调研报告，目前大约四分之三的工业以太网使用Ethernet/IP、PROFINET或Modbus/TCP；其次为Powerlink和EtherCAT，这两个协议特别适合硬实时性要求；SERCOSIII的市场份额比较小，但它在高速运动控制领域有着举足轻重的地位。
“不同协议对应不同的需求，对硬件的要求自然也不一样。”英飞凌科技股份公司工业与多元化电子市业务部微控制器业务高级总监Maurizio Skerlj说，之所以选择EtherCAT，是因为EtherCAT是当前发展最快的工业协议，正在成为行业标准，而且加入EtherCAT协会是免费的；其次，EtherCAT属于基于硬件的协议，不需要软件干预，客户使用起来更加便利。
F3:英飞凌科技股份公司工业与多元化电子市业务部微控制器业务高级总监Maurizio Skerlj
“这很像现实生活中的火车，连接的部分是轨道，每个节点就像一个车站，而数据就是火车上的乘客。但与其它以太网标准不同，EtherCAT是实时的，每个节点都有进口和出口，这就好比乘客在每一站不需火车停车，就可以顺利地上下车。换句话说，EtherCAT是没有延迟的，这对需要实时控制的电机来说非常重要。” Maurizio Skerlj表示。
在没有XMC4800之前，业界往往通过MCU+ASIC，或是MCU+FPGA的形式来实现实时通信以太网的功能。这种情况不外乎两种原因：一是用户追求高性能，愿意自己研发整合EtherCAT；二是因为系统的其它控制部分也要用到FPGA，索性就把ASIC一同整合到FPGA中。但此番英飞凌在XMC4800中集成了ASIC功能，可以同时满足这两方面的需求。
第三页：英飞凌眼中的工业4.0
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英飞凌眼中的工业4.0
作为德国“工业4.0” 研究项目中唯一的半导体企业，英飞凌的理解对整个行业起着风向标的作用。Maurizio Skerlj认为，工业4.0既是一个愿景，也是正在实施的渐进过程。由于涉及多个行业，虽然暂时无法定义出清晰的实施计划，但这个渐进过程包含了几大要素：更多地实现工厂自动化、各行业间横向和纵向更深入地互相融合、集中控制向分布式智能控制转变以及大数据的分析。因此，要实现智能的生产和制造，海量的设备将互联，这其中将面临两大考验：数据和信息的安全如何保障，以及怎样最大程度提升能效，这也正是英飞凌关注并致力于解决的挑战。
在工业4.0计划中，连网的设备无所不在。一方面，巨大的网络和大量的连网设备必然产生巨大的能耗，另一方面，高度智能化环境下的数据和信息安全是物联网发展的基本底线，物联网环境下敏感数据量越大，风险就越大，比如数据、ID、IP被盗用，数据被伪造或篡改，设备、服务器和网络被恶意操纵。因此，能效和安全是决定工业4.0实施能否成功的关键因素。
“芯片处于整个工业4.0架构的基础，解决连接、控制、感知等基础问题和执行问题，在工业4.0实施中起着重要作用。”Maurizio Skerlj表示，传感器可以捕捉数据，然后将数据传给MCU进行分析和计算，MCU发出指令对生产进行智能控制，同时将指令传给功率半导体，保障高效地生产。此外，在整个生产流程中，数据的安全、设备的防伪是贯穿始终的关键。通过这一完整的流程，可智能化地控制能效并最大化地保障安全。作为一家芯片厂商，英飞凌有高精度的工业传感器、执行器、MCU、功率器件以及安全解决方案，可高效参与上述流程的实施。
其实早在“中国制造2025”出台前，英飞凌就已经开始着手在中国践行工业4.0计划。无锡工厂作为英飞凌全球后道工序的试点，2014年开始实施的后道自动化线路图“BEAR”项目已经在智能制造和零缺陷制造上初见成效。据了解，BEAR旨在对后道工厂进行智能化改造，通过大数据制造数据分析和先进流程控制分析不断改进工艺流程，提高设备的综合利用率、可用性及可维护性；同时，减少非增值活动，降低生产周期，实现生产流程全程可追溯，以达到零缺陷的目标。
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