EtherCAT总线凭借高实时、低延迟的特性，广泛应用于工业自动化领域。为适配国产化高集成工控开发需求，方芯推出FCM4E2353高集成SIP芯片，一体化集成EtherCAT通信与主控MCU，有效简化硬件设计。

FCM4E2353是一款工业级SOC芯片，融合了FCE1353（对标Microchip LAN 9253/2的EtherCAT协议从站控制器芯片）和国产MCU的功能。该产品设计为SIP形式，芯片内部已经将FCE1353与国产MCU通过并口（HBI）引脚进行了连接，将以太网PHY、EtherCAT协议处理及微控制单元（MCU）三者集成于单一芯片内，能够有效简化系统整体架构、缩减整体方案PCB板占用面积，芯片采用工业级宽温设计，具备抗电磁干扰能力，同时显著提升系统运行的可靠性。芯片主要针对伺服控制方案，可满足高精度运动控制场景下对实时性、运算能力及接口扩展性的严苛要求。适用于伺服驱动器、精密运动控制单元、工业机器人关节控制等高端工业自动化场景，为设备提供高可靠、高性能的一体化解决方案。

FCM4E2353_EVB板为配套评估开发板，支持两种工作模式，兼容主流EtherCAT主站软件，可满足工业实时通信的测试与开发需求。本文档详细介绍该芯片与开发板的功能特性、硬件资源，为用户产品开发与项目应用提供技术参考。

一、FCM4E2353 芯片

FCM4E2353 采用 SIP 系统级封装方案，内部集成 FCE1353 与 AT32F435VG 两颗芯片，将以太网 PHY、EtherCAT 协议处理单元、主控 MCU 三合一集成于单颗 SIP 芯片，大幅简化整机系统设计，提升硬件集成度。

芯片采用 BGA144 封装，内部通过并口完成 FCE1353 与 AT32F435VG 的互联，SIP 封装内部已完成两颗芯片电源互联设计。为兼容 FCE1353 两种工作模式，两种模式共用引脚未对外引出，差异化功能引脚单独引出，用户可按需切换工作模式：

• Legacy 模式：引脚时序兼容 LAN9252 并口

• Direct 模式：访问速率更高，不兼容 LAN9252

FCM42353芯片框图

二、FCM4E2353 开发板

FCM4E2353 是基于方芯 FCM4E2353（EtherCAT 从站控制器 + Cortex-M4 内核 MCU）打造的评估 Demo 板。板子仅支持并口工作模式，可选两种配置：HBI 多路复用单周期 16 位 EtherCAT 直连模式、HBI 多路复用单周期 16 位 LAN9252 兼容模式，相关配置参数存储于板载 EEPROM。开发板依托 EtherCAT 总线实现高速实时通信，可搭配 TwinCAT 等主流 EtherCAT 主站软件完成设备配置与状态监控，满足工业场景实时通讯与扩展使用需求。

开发板特性：

• 电源模块支持 5V、3.3V 两类供电输入；5V 供电兼容 DC 电源座、Type-C、排针三种接入方式，3.3V 仅支持排针供电。

• 时钟电路ESC 协议单元外接 25MHz 无源晶振提供时钟；MCU 主控单元搭载 8MHz 外部无源晶振。

• EEPROM 存储板载 16Kbit EEPROM，用于存储设备描述文件及芯片初始化配置参数。

• 复位电路ESC 与 MCU 复位信号独立引出，配套实体复位按键，支持手动复位操作。

• EtherCAT 通信接口搭载一路输入、一路输出双路 EtherCAT 接口，支持端口热插拔、链路状态实时检测、故障链路自动切换，硬件采用 RJ45 网口搭配隔离变压器标准方案。

• 状态指示 LED

  • RUN_LED：设备运行指示灯

  • ACT_LED：网口链路与数据活动指示灯

  • ERR_LED：故障状态指示灯

• 调试拓展接口

  板载引出 USART 串口、SWD 下载调试接口及全部 MCU 通用 GPIO 引脚，便于用户程序调试与功能拓展。

FCM4E2353开发板具备高性能、高集成度优势，精准匹配工业自动化对实时性、稳定性、可靠性总线通信的核心要求，依托微秒级同步精度、低数据转发延迟与优秀抗干扰性能，可为智能制造、现场总线控制、工业物联网等应用场景提供成熟国产 EtherCAT 通信解决方案。