紫光FPGA解決口罩難題！助力口罩全速生產

隨著國內新冠肺炎疫情逐步得到控制，各行各業在有序復工，對口罩的需求猛增，近日，紫光同創聯合客戶共同推出了“內置2核處理器+FPGA”架構方案，能夠有效提高口罩機產能，并且在提升生產效率的同時保證質量，大幅度節省配線與故障排查時間，節約工時，滿足疫情期間大幅增長的口罩需求。

據前瞻產業研究院的報告，目前若全面復產，按每人每天1只口罩計算，至少需要每天5.3億只口罩，國內2019年口罩的最大產能為2000萬只/天，無法滿足，加上疫情帶來的復工難，口罩機產業鏈各環節產能更是異常短缺，嚴重制約到口罩的及時供應，不少企業紛紛轉產口罩，以滿足需求。半導體企業也積極承擔責任，在各自領域攻堅創新，加入到破解口罩產能難題的行列中，紫光同創經過努力，率先推出了能夠有效提升口罩機產能的技術解決方案。

目前市場上供應的口罩主要包括醫用外科口罩和N95口罩，生產工藝存在一定差異，從原理上來看，都是利用PLC、伺服電機等程序控制實現自動化生產，由于口罩的生產涉及到張力控制、分切復合、裁切、成型、焊接、立式包裝等多個工藝，所以要求生產設備控制系統具有高響應、高速通訊、高精度及高同步等特性，以滿足口罩機高速及穩定的生產需求。

為了保障口罩機的高速運轉，紫光同創聯合客戶共同推出了“內置2核處理器+FPGA”架構方案，該方案具備IEC61131標準與外部通訊處理引擎，可實時運動控制驅動引擎、模塊間高速同步通訊引擎，其采用EMMC+SD+USB3.0+DDR3加速內存，內置32路高速IO（16in/16out），以實現PAC運行控制器的高速通訊。在方案中，紫光同創Compact系列低功耗CPLD起到IO拓展的關鍵作用，大幅提升了各指令的通訊速度和同步精度。

基于紫光同創PGC1KG CPLD的口罩機控制器單板

除此之外，想要實現最大的生產效率，還需要對口罩機伺服電機進行多軸高速同步控制。相對傳統的脈沖方案，基于EtherCAT的高速以太網方案，可對多軸同步控制，除了提高口罩單位分鐘內的生產數量，還具有高響應定位特性，可大幅度提高口罩裁切及雙耳帶焊接精度，在提升生產效率的同時保證質量。此外，采用全部EtherCAT多軸連接，還可以大幅度節省配線與故障排查時間，節約工時，滿足疫情期間的大面積口罩需求。

基于紫光同創FPGA的EtherCAT通訊方案，具備精確的主站DC，從站同步輸出達到40納秒的同步精度，更加突出了EtherCAT現場總線的同步性能及高效性，大量減輕了處理器的負擔。

據悉，目前工業控制行業企業正在積極評估該方案，該方案即將啟用于全自動口罩機中。紫光同創對外表示，將與產業鏈上下游協同合作，協調大量研發和技術資源，借助FPGA芯片產品靈活可定制的特性，全力支持客戶優化產品方案，為疫情防控提供高效的檢測、識別、分析及防護等支持。