Strukturierte Fertigungsdaten · 2026

EtherCAT-Master-Chip

Auf Basis strukturierter CNFX-Herstellerprofile wird EtherCAT-Master-Chip im Bereich Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Erzeugnissen anhand von Anzahl unterstützter Slaves bis EtherCAT Zykluszeit eingeordnet.

Technische Definition und Kernbaugruppe

Ein typisches EtherCAT-Master-Chip wird durch die Baugruppe aus EtherCAT-Protokollprozessor und MAC-Controller beschrieben. Für industrielle Anwendungen werden Materialauswahl, Fertigungsprozess und Prüfbarkeit gemeinsam bewertet.

Ein spezialisierter integrierter Schaltkreis, der das EtherCAT-Master-Protokoll für Echtzeit-Industriekommunikationsnetzwerke implementiert.

Technische Definition

Der EtherCAT-Master-Chip ist ein dedizierter integrierter Schaltkreis, der als zentrale Verarbeitungseinheit innerhalb einer EtherCAT-Steuerung dient. Seine Hauptfunktion besteht darin, den EtherCAT-Netzwerk-Kommunikationsstack zu verwalten und einen deterministischen Echtzeit-Datenaustausch in industriellen Automatisierungssystemen zu ermöglichen. Der Chip erzeugt und verarbeitet EtherCAT-Telegramme, Datenrahmen, die durch das Netzwerk laufen und von jedem angeschlossenen Slave-Gerät beim Durchlaufen on-the-fly verarbeitet werden. Er verwaltet auch die verteilte Takt synchronisation, die eine präzise zeitliche Abstimmung aller Knoten gewährleistet, was für Anwendungen mit synchronisierter Bewegungssteuerung oder Datenerfassung entscheidend ist. Darüber hinaus verwaltet der Chip die Mailbox-Kommunikation für Parametrierung, Diagnose und Konfiguration von Slave-Geräten sowie den zyklischen Prozessdatenaustausch mit deterministischem Timing. Der EtherCAT-Master-Chip wird typischerweise in Industrie-PCs, SPSen und Motion-Controllern eingesetzt, wo er Echtzeit-Kommunikationsaufgaben von der Haupt-CPU entlastet. Er unterstützt eine variable Anzahl von Slaves pro Netzwerksegment (128 bis 4096 Knoten), mit Zykluszeiten von 0,1 bis 10 ms, abhängig von Netzwerkgröße und Rahmengröße. Die Kommunikationsrate ist gemäß EtherCAT-Spezifikation (IEC 61158) fest auf 100 Mbit/s eingestellt. Der On-Chip-Prozessdatenspeicher reicht von 64 bis 512 KB, und der Chip arbeitet mit einer Kernspannung von 3,3 V ±10% und I/O-Spannungspegeln von 3,3 bis 5 V. Er ist für industrielle Temperaturbereiche (-40 bis 85 °C) ausgelegt und bietet ESD-Schutz bis ±8 kV (Human Body Model). Gehäuseoptionen umfassen QFP-144 bis BGA-256, mit Footprints von 20×20 mm bis 17×17 mm. Die Leistungsaufnahme variiert zwischen 0,5 und 2,5 W, abhängig von aktiven Funktionen und Taktfrequenz. Die Präzision der verteilten Takte beträgt ±100 ns. Alle aufgeführten Parameter sind Referenzbereiche und müssen mit dem Hersteller für spezifische Modelle und Anwendungen verifiziert werden.

Funktionsprinzip

Der EtherCAT-Master-Chip implementiert den EtherCAT-Master-Protokollstack in Hardware und/oder Firmware. Er erzeugt EtherCAT-Telegramme, die über das Netzwerk gesendet werden. Jedes Slave-Gerät liest und schreibt Daten on-the-fly, während das Telegramm durchläuft, mit minimaler Verzögerung. Der Chip verwaltet den Mechanismus der verteilten Takte für präzise Synchronisation, indem er eine Referenzuhr verwendet, um alle Slaves auszurichten. Er verarbeitet die Mailbox-Kommunikation für Parametrierung und Diagnose und handhabt den Echtzeit-Datenaustauschzyklus mit deterministischem Timing. Die Hardwarebeschleunigung des Chips gewährleistet geringe Latenz und Jitter, was ihn für Hochleistungsautomatisierung geeignet macht.

Technische Parameter

Technische Parameter
ParameterTypischer BereichHinweise & Auswahlkriterien
Anzahl unterstützter Slaves128–4096 KnotenMaximum nodes per network segment
EtherCAT Zykluszeit0.1–10 msMinimum cycle time depends on number of slaves and frame size
Kommunikationsrate100 Mbit/sFixed at 100 Mbit/s per EtherCAT specIEC 61158
Prozessdaten RAM64–512 KBOn-chip memory for process data buffers
Betriebsspannung3.3 ±10% VCore logic supply
I/O Spannung3.3–5 VInterface voltage levels
Betriebstemperatur-40–85 °CIndustrial temperature rangeIEC 60068-2-14
Leistungsaufnahme0.5–2.5 WDepends on active features and clock frequency
GehäusetypQFP-144–BGA-256 pinPackage options vary by manufacturerJEDEC MS-026
Gehäusegrundfläche20×20–17×17 mmBody size for QFP-144 to BGA-256
Genauigkeit der verteilten Uhren±100 nsSynchronization accuracy across slavesIEC 61158
ESD Schutz±2–±8 kVHuman body model on I/O pinsIEC 61000-4-2

Die Bereiche sind branchenübliche Richtwerte zur Angebotsvorbereitung und keine Zusage des Lieferanten. Bestätigen Sie jeden Wert und jede Norm vor der Bestellung beim rechtlichen Hersteller.

Hauptmaterialien

Silizium

Komponenten / BOM

Components / BOM
  • EtherCAT-Protokollprozessor
    Implementiert den EtherCAT-Master-Protokollstapel und Telegrammverarbeitung
    Material: Silizium
  • MAC-Controller
    Verwaltet die Ethernet Media Access Control-Schicht für EtherCAT-Kommunikation
    Material: Silizium
  • Verteilter Taktgeber
    Verarbeitet präzise Taktsynchronisation über das EtherCAT-Netzwerk
    Material: Silizium
  • Speicherschnittstelle
    Bietet Schnittstelle zum externen Speicher für Prozessdaten und Konfiguration
    Material: Silizium

FMEA · Fehleranalyse

Ursache → Fehlermodus → Engineering-Maßnahme

Taktjitter über 200 ps RMS Verlust der EtherCAT-Frame-Synchronisation verletzt die Netzwerkzykluszeit (Abweichung >1 ms) Phasenregelschleife mit Quarzoszillator von 0,1 ppm Stabilität und Jitter-Dämpfungsfilter
Transienter Ground Bounce über 400 mV beim gleichzeitigen Schalten von mehr als 32 E/A-Pins CRC-Fehler in verfälschten EtherCAT-Telegrammen führen zur automatischen Abschaltung des Ports Zeitversetzte Ausgangsfreigabe in 2-ns-Schritten und eigene Versorgungsebenen für die E/A-Bänke

Technische Bewertung

Betriebsbereich
Betriebsbereich
0-85 °C Umgebungstemperatur, 3,3 V ±5 % Versorgungsspannung, 0-100 % relative Luftfeuchte (nicht kondensierend)
Belastungs- und Ausfallgrenzen
Sperrschichttemperatur über 125 °C, Versorgungsspannung über 3,465 V oder unter 3,135 V, elektrostatische Entladung über ±2 kV HBM
Thermisches Durchgehen im Siliziumsubstrat durch zu hohe Schaltfrequenz (>100 MHz), Durchbruch des Dielektrikums in CMOS-Gattern durch Überspannung, Latch-up durch transiente Spannungsspitzen von mehr als 0,7 V über VDD
Fertigungskontext
EtherCAT-Master-Chip wird innerhalb von Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Erzeugnissen nach Material, Prozessfenster und Prüfanforderungen bewertet.

Weitere Produktbezeichnungen

EtherCAT Master Controller IC EtherCAT Master ASIC

Taxonomie und Suchbegriffe

Suchbegriffe, Aliase und technische Bezeichnungen für diesen CNFX Datensatz.

Anwendungen / Eingebaute Systeme

Dieses Teil oder Produkt erscheint in den folgenden Systemen und Maschinen.

Eignung und Auslegungsdaten

Betriebsgrenzen
Betriebsdruck:Nicht zutreffend (elektronisches Bauelement)
Weitere Spezifikationen:EtherCAT-Zykluszeit: 100 µs bis 10 ms, Netzwerkknoten: bis 65.535 Geräte
Betriebstemperatur:-40 °C bis +85 °C (Industriequalität)
Montage- und Anwendungskompatibilität
Steuerungen der IndustrieautomationBewegungssteuerungssystemeRoboterplattformen
Nicht geeignet: Umgebungen mit starken elektrischen Störungen ohne geeignete Schirmung
Auslegungsdaten
  • Anzahl der EtherCAT-Slave-Geräte im Netzwerk
  • Erforderliche Zykluszeit für die Echtzeitkommunikation
  • Verfügbare Bandbreite der Host-Prozessor-Schnittstelle

Zuverlässigkeits- und Risikoanalyse

Ausfallmodus und Ursache
Thermische Degradation
Ursache: Übermäßige Wärme durch unzureichende Kühlung, hohe Umgebungstemperaturen oder Dauerbetrieb bei Volllast führt zu Lötstellenausfall, Werkstoffschädigung und schließlich zur Fehlfunktion des Chips.
Verlust der Signalintegrität
Ursache: Elektromagnetische Störungen (EMI) benachbarter Hochleistungsanlagen, ungünstiges Leiterplattenlayout oder gealterte Steckverbinder/Leitungen führen zu Datenverfälschung, Kommunikationsfehlern und Systeminstabilität.
Wartungsindikatoren
  • Zeitweiser oder vollständiger Ausfall der EtherCAT-Netzwerkkommunikation, erkennbar an Fehlerprotokollen mit CRC-Fehlern (zyklische Redundanzprüfung) oder Zeitüberschreitungen der Slave-Geräte.
  • Auffällige Chiptemperatur, erfasst über Temperatursensoren oder Infrarotaufnahmen, häufig begleitet von Systemverlangsamung oder unerwarteten Neustarts.
Technische Hinweise
  • Aktive Kühlung mit Kühlkörpern oder Lüftern vorsehen, ausreichenden Luftstrom im Gehäuse sicherstellen und die Umgebungstemperatur überwachen, damit der Chip im spezifizierten Temperaturbereich bleibt.
  • Geschirmte Ethernet-Leitungen verwenden, fachgerechte Erdung sicherstellen und im Leiterplattenentwurf EMV-Maßnahmen umsetzen (z. B. Impedanzanpassung, Trennung), um die Signalintegrität zu wahren und Störungen zu verringern.

Konformität und Fertigungsnormen

Referenznormen
CE-Kennzeichnung (EU-Niederspannungsrichtlinie 2014/35/EU)IEC 61158 Industrielle Kommunikationsnetze – Feldbus-Spezifikationen
Fertigungsgenauigkeit
  • Takt-Jitter: +/- 50 ps
  • Signalintegrität: Einhaltung der Augendiagramm-Maske
Qualitätsprüfung
  • Automatische optische Inspektion (AOI)
  • Boundary-Scan-Prüfung (JTAG)

Hersteller von EtherCAT-Master-Chip

Herstellerprofile mit passender Produktionsfähigkeit in China.

Die Herstellerliste dient der Vorrecherche und Einordnung von Fertigungskapazitäten. Sie ist keine Zertifizierung, kein Ranking und keine Transaktionsgarantie.

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Beispielhafte Bewertungskriterien aus Einkaufsprozessen

Keine Kundenbewertung und keine Echtzeitdaten. Die Werte zeigen typische Prüfkriterien in RFQ- und Lieferantenbewertungsprozessen.

Technische Dokumentation
4/5
Fertigungsfähigkeit
4/5
Prüfbarkeit
5/5
Lieferantentransparenz
3/5

Die Kriterien dienen als Orientierung für technische Einkaufsprüfungen. Konkrete Kunden, Länder, Bewertungsdaten oder Live-Nachfragen werden nur angezeigt, wenn entsprechende belastbare Daten vorliegen.

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Häufige Fragen

Wie viele Slaves unterstützt der EtherCAT-Master-Chip maximal?

Laut Referenzdaten unterstützt der Chip 128 bis 4096 Knoten pro Netzwerksegment. Die tatsächliche Anzahl hängt jedoch vom spezifischen Chipmodell, der Netzwerkkonfiguration und den Zykluszeitanforderungen ab. Überprüfen Sie immer das Datenblatt des Herstellers.

Wie hoch ist die Kommunikationsrate des EtherCAT-Master-Chips?

Die Kommunikationsrate ist gemäß EtherCAT-Spezifikation (IEC 61158) fest auf 100 Mbit/s eingestellt. Dies ist eine Standardrate für EtherCAT-Netzwerke und nicht einstellbar.

Was ist der Betriebstemperaturbereich?

Der Chip ist für industrielle Temperaturbereiche von -40 bis 85 °C ausgelegt, gemäß IEC 60068-2-14. Stellen Sie sicher, dass die Anwendungsumgebung innerhalb dieses Bereichs bleibt, um einen zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten.

Wie hoch ist die Präzision der verteilten Takte?

Die Präzision der verteilten Takte beträgt ±100 ns, gemäß IEC 61158. Dies gewährleistet eine hohe Synchronisationsgenauigkeit über alle Slaves, was für koordinierte Bewegungssteuerung und präzise Datenerfassung entscheidend ist.

Kann ich Hersteller direkt kontaktieren?

CNFX ist ein offenes Verzeichnis, keine Handelsplattform und kein Beschaffungsagent. Herstellerprofile und Formulare helfen bei der Vorbereitung des direkten Kontakts.

CNFX Industrial Index v2.6.09 · Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Erzeugnissen

Datenbasis

CNFX-Herstellerprofile, technische Klassifikation, öffentlich verfügbare Produktinformationen und fortlaufende Plausibilitätsprüfung.

Vorläufige technische Einordnung
Diese Seite dient der strukturierten Vorbereitung von Recherche, RFQ und Lieferantenbewertung. Sie ersetzt keine Lieferantenqualifizierung, keine Normenprüfung und keine technische Freigabe durch den Käufer.
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