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请注意：每个 HPM_APPS 应用示例均依赖特定版本的 HPM_SDK，使用前请查阅对应示例目录中的 README 文件，确认 SDK 版本要求。若需适配其它版本 SDK，可自行修改版本限制完成适配。
1. 三网合一：HPM6750 Combo 开发板多网络融合方案
概述
HPM6750 Combo 开发板是基于 HPM6754 RISC-V MCU 设计的高性能开发平台，板载 4MB Flash，集成了 USB、SDIO WIFI、RGMII 三大网络接口，支持从外置 XPI Octal Flash 启动，为用户提供一站式高性能外设功能与性能评估体验。
核心特性
三网合一 —— 同时支持 RGMII 有线以太网（~900Mbps）、SDIO WIFI（~100Mbps）、USB 4G 蜂窝网络，三路独立运行，互不干扰
XPI Octal Flash 启动 —— 板载 XPI0/XPI1 8线接口，支持从外置 Octal Flash 启动代码，8线模式最高频率 133MHz，DDR 传输，相比传统 4线 Flash 带宽翻倍
双 USB 接口 —— 内置高速 PHY，USB0/USB1 均支持 Device 和 Host 模式，基于 CherryUSB 协议栈，可根据应用场景灵活配置
WIFI 高速无线 —— AP6256 模块，SDIO 接口，2.4G/5G 双频，实测 TCP 速率可达 90Mbps 以上
RGMII 千兆有线 —— 基于 RTL8211F PHY，实测 TCP 速率可达 900Mbps
多网融合架构
三路网口均通过 lwIP 协议栈统一管理，各自独立 MAC/IP，支持 ping、iperf 等网络性能测试。用户可通过 -S 选项指定网卡进行定向通信。
性能实测
WIFI iperf TCP 吞吐测试：
RGMII iperf TCP 吞吐测试：
典型应用场景
工业边缘网关（有线+无线+蜂窝多网冗余） 需要灵活网络接入的嵌入式设备 多网融合通信终端
2. 八层硬件合成：基于 HPM6800 的多图层仪表盘方案
概述
本方案基于 HPM6800EVK 平台的 LCDC（LCD 控制器）8 层硬件合成能力，结合 LVGL、FreeRTOS 与 PDMA，实现了一套面向车载数字仪表的 八图层 Dashboard 演示工程。与传统"整屏重绘"方案不同，本方案将仪表盘拆分为 1 个全屏基础层 + 7 个局部硬件叠加层，高频动画元素独立成层，大幅降低无效刷新面积与内存带宽压力。
核心原理：硬件图层合成
LCDC 支持最多 8 个硬件图层，各层独立帧缓冲、独立刷新，最终由硬件按图层顺序进行 Alpha 混合输出。这意味着：
- 局部变化不触发全局重绘
—— 指针旋转只刷新指针所在小图层 - 各层独立帧率
—— 背景层几乎不刷新，指针层可按 60fps 独立更新 - 透明叠加
—— 各子层采用 ARGB8888 格式 + src_over 混合模式
效果动图：
注：以下动图仅作效果演示，帧率受 GIF 录制影响，不代表实际运行性能。
八图层划分
渲染链路
LVGL 绘制 → PDMA 脏区搬运 → D-Cache 同步 → LCDC 硬件合成 → 显示输出
- 主层 Direct Render
：LVGL 直接在全屏 buffer 上组织画面，PDMA 仅搬运脏区域到 LCDC 扫描缓冲，减少 CPU 逐像素拷贝 - 子层 Full Render
：子层面积小，整层重绘成本可控，flush 时直接切换双缓冲 - 三缓冲设计
：主层采用 3 组全屏缓冲（2 组绘制 + 1 组扫描），兼顾性能与显示稳定性
方案价值
- 降低无效像素搬运
：高频动画仅占用对应子层极小带宽 - 提升动画流畅度
：各层独立刷新，无互相干扰 - 便于扩展维护
：显示问题可按层定位，新增动态控件只需增加子层 - 适用场景
：车载仪表盘、智能座舱 HMI、工业 HMI 等大分辨率显示场景
3. 显控一体：EtherCAT 主站电机控制方案
概述
本方案基于 HPM6800EVK 平台，融合开源 CherryECAT 主站协议栈与 LVGL 图形界面，实现了一套 EtherCAT 主站 + 触摸屏显控一体 的电机控制解决方案。方案支持 CIA402 标准协议（CSP/CSV 模式），配合实时波形显示与触摸交互，为工业运动控制提供"一站式"开发参考。
核心特性
EtherCAT 主站
基于 CherryECAT 开源协议栈，异步队列式传输，单次可携带多个 Datagram 零拷贝技术：直接使用 ENET 收发缓冲区，减少内存复制 支持热插拔与从站自动扫描 分布式时钟（DC）同步
CIA402 电机控制
支持 CSP（位置控制模式）、CSV（速度控制模式） 多台从站设备切换控制 位置/速度/状态实时反馈
LVGL 触控界面
弧形滑块调节目标速度/位置 Chart 图表实时显示运动曲线（期望值 vs 实际值双色对比） 启动/停止、正转/反转快捷操作按钮 设备列表与状态实时显示
系统架构
系统启动后可自动扫描 EtherCAT 总线上的伺服驱动器，在触摸屏上呈现完整的设备信息与控制界面。波形图实时绘制电机运动轨迹，期望值与实际值以不同颜色叠加显示，方便调试与性能分析。
典型应用场景
工业机器人运动控制器快速原型 多轴伺服系统显控一体终端 CNC/包装/印刷等领域的 EtherCAT 主站评估
4. 多轴随动：HPM6E00 机器人伺服驱动方案（ROBOT3.0）
在工业多轴运动控制中，如何用一颗 MCU 同时搞定 EtherCAT 从站通信、高精度电机控制与实时调试？HPM6E_ROBOT_SERVO3.0 给出了答案。
概述
本方案基于先楫 HPM6E00 系列 RISC-V MCU，采用自研闭环步进电机算法库，提供了一套完整的闭环步进伺服驱动参考实现。
HPM6E00 芯片为运动控制场景深度定制：内置 3 端口 EtherCAT 从站控制器（ESC），支持多设备级联；16 通道高分辨率 PWM、4 通道 Sigma-Delta 信号接收单元、16 路 16 位 ADC，以及 PLB 可编程逻辑模块，将原本需要多颗芯片协同的功能集成于一身。
方案关键指标：输入电压 24V，最大输出电流 13A，最高转速 900rpm。开放电机调整参数与核心函数接口，方便用户针对不同规格电机快速适配。
硬件平台
方案以达妙 DM-J6006-2EC 作为示例电机，主要接口如下：
电机接线关系与电气参数：
核心功能
EtherCAT 从站与 CIA402 协议
基于内置 ESC 实现 EtherCAT 从站通信，支持 CSP（位置控制）、CSV（速度控制）两种模式 支持 FoE（File over EtherCAT）固件升级，现场即可更新固件，无需额外烧录工具
闭环步进控制算法
先楫自研闭环算法，以步进电机的成本实现接近伺服的动态性能 电流环参数自动整定：在线辨识 PI 参数，无需手动调参 惯量辨识：自动辨识负载惯量，优化加速与制动响应 3P3Z 前馈控制：提升速度环带宽，增强抗扰动能力
完善的系统保护
硬件过流保护、过压/欠压保护、飞车保护，确保设备长期稳定运行
HPM Monitor Studio 实时调试
通过 UART 连接上位机，以波形方式实时监测和调整控制变量，显著提升调试效率
典型应用场景
工业机器人多轴关节伺服驱动 多轴协同运动控制（级联 EtherCAT 从站） 需要现场固件升级与远程调试的分布式驱动节点
5. 协议互通：EtherCAT-CAN 网关全链路通信方案
概述
本方案由三个协同模块组成，实现了从 EtherCAT 主站 → ECAT-CAN 网关 → CAN 终端设备 的完整协议转换与数据互通链路，为先楫 MCU 在工业现场总线融合场景提供端到端的参考实现。
系统组成
主站模块（Gateway ECAT Master） —— HPM6E00 Full Port 硬件平台
基于 CherryECAT 主站协议栈 3.5 寸 LCD 屏幕显示通信状态 支持 Trigger（按键触发）和 Cycle（周期循环）两种发送模式 可配置 CAN 参数：波特率（10k~1M）、帧模式（标准/扩展）、数据帧/远程帧 实时显示发送/接收帧数、数据内容
网关模块（Gateway ECAT2CAN） —— HPM6E00EVK 平台
基于 ETG 5001.5000 标准网关协议，实现 EtherCAT 报文与 CAN 报文双向转换 支持 Module Slot 方式动态修改 PDO 映射 通过 CoE（CANopen over EtherCAT）对象字典配置 CAN 波特率、发送模式 支持标准帧/扩展帧/远程帧/数据帧全类型转换
CAN 终端设备（Gateway Device） —— HPM5E00EVK 平台
接收 ECAT 主站经网关转换后的 CAN 报文 数码管实时显示接收报文数量 通过按键将当前计数值以 CAN 报文回传至主站 支持 USB Shell 命令行调试
通信流程
主站上电后扫描并配置从站（网关），进入 OP 状态 主站通过 Trigger 或 Cycle 模式发送数据，经网关转换为 CAN 帧发送至终端设备 终端设备数码管实时累加显示接收帧数 按下终端设备按键，当前计数值以 CAN 帧回传网关，网关转换为 ECAT 报文上报主站 主站 LCD 同步显示回传数据，两端数据一致
核心指标
典型应用场景
工业现场 EtherCAT 网络与传统 CAN 设备互联 老旧 CAN 设备接入 EtherCAT 总线系统 分布式 CAN 节点数据汇集与上报
6. 巧用硬交换：基于 TSN 交换引擎的多端口以太网通信方案
概述
本方案基于 HPM6E 系列 MCU 内部集成的 TSN 硬件交换引擎（TSW），巧妙地使用 ENET 外设代替 TSW 的内部 CPU PORT，构建了一个支持千兆线速交换的多端口以太网通信系统。
方案的核心设计在于：TSW 共有 P1、P2、P3 三个外部端口，其中 P1/P2 经 PHY 引出作为对外网口，P3 端口则通过板上电阻直连到 MCU 的 ENET MAC，将 ENET 作为内部的"CPU 端口"使用。这样既保留了 TSW 的硬件二层交换能力，又规避了内部 CPU PORT 的性能瓶颈，实现了真正的千兆级 CPU 接入。
核心原理：为什么用外部 P3 代替内部 CPU PORT？
TSN 交换模块通常提供一个内部 CPU PORT 用于与 MCU 交互数据，但该内部端口存在速率受限的问题。本方案另辟蹊径：
- TSW P3 → 电阻直连 → ENET MAC
：借助外部 TSW 端口（P3）通过物理连线接入 ENET，以 ENET 作为 CPU 侧的网络接口 TSW P1/P2 之间实现纯硬件二层线速转发，CPU 完全不参与数据面交换 需要 CPU 处理的帧（匹配本机 MAC 或广播帧）由 TSW 转发至 P3，经 ENET 进入 lwIP 协议栈
硬件编号说明（见上板图）：
双模式组网
单网卡模式 —— 设备对外呈现单一网络身份
一套独立 MAC/IP，两个对外端口均可通信 P1/P2 之间硬件交换，适用于设备串联组网，无需外部交换机
双网卡模式 —— 设备对外呈现两个独立网络身份
两套独立 MAC/IP，各自绑定一个对外端口 适用于网络隔离场景（如内外网分离），各端口独立子网与网关
核心特性
- 千兆线速交换
：P1/P2 之间硬件二层转发，不占 CPU 带宽；TSW 与 ENET 均工作于 RGMII 模式，P3-ENET 链路同样为千兆 - 10/100/1000M 自适应
：自动协商速率，千兆时关闭存储转发以降低延迟，百兆以下开启存储转发 - FreeRTOS + lwIP
：支持多任务并发，TCP/UDP Echo 测试验证 - SSD1306 OLED 显示
：板载 OLED，集成 U8G2 图形库，默认显示 HPM Logo - USB Shell 命令行
：支持交互式调试与配置
典型应用场景
工业以太网环网/线形拓扑中的交换节点 需要网络隔离的嵌入式网关（双网卡模式） 以极低成本替代独立交换机芯片的通信终端
完结
在使用过程中有任何疑问或者建议，欢迎在 github 对应项目中提交。
问题提交
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先楫半导体
“先楫半导体”（HPMicro）是一家致力于高性能嵌入式解决方案的半导体公司，产品覆盖微控制器及其配套的开发工具和生态系统。公司总部坐落于上海市浦东软件园区，并在天津、苏州和深圳均设立分公司，入选2025年福布斯亚洲Top100最具潜力的企业榜单。先楫半导体以产品质量为本，所有产品均通过严格的可靠性测试。目前已经量产八大系列高性能通用MCU产品，产品性能及通用性领先国际同类产品并通过AEC-Q100认证。公司已完成ISO9001质量管理和ISO 26262/IEC61508功能安全管理体系双认证，全力服务中国乃至全球的工业自动化、机器人、能源和汽车市场。更多信息，请访问 https://hpmicro.com/
