工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)業(yè)能有如此快速的成長(zhǎng)，究其原因，一方面是由于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)正向分布化、智能化的實(shí)時(shí)控制方面發(fā)展，而且大家都已經(jīng)看到通信的重要性，用戶對(duì)統(tǒng)一的通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)的要求日趨迫切；另一方面，Intranet/Internet（企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)）等信息技術(shù)的飛速發(fā)展也要求企業(yè)從現(xiàn)場(chǎng)控制層到管理層能實(shí)現(xiàn)全面的無(wú)縫信息互通，并提供一個(gè)開(kāi)放的基礎(chǔ)構(gòu)架，但目前的現(xiàn)場(chǎng)總線遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足這些要求。多種現(xiàn)場(chǎng)總線互不兼容，不同設(shè)備控制器之間不能相互實(shí)現(xiàn)高速的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，信息網(wǎng)絡(luò)存在協(xié)議上的鴻溝導(dǎo)致出現(xiàn)“信息孤島”，這些都促使人們開(kāi)始尋求新的出路，并關(guān)注到工業(yè)以太網(wǎng)。
目前，國(guó)內(nèi)工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品與國(guó)外的差距體現(xiàn)在多個(gè)方面，其中最重要的是“標(biāo)準(zhǔn)”制定權(quán)。舊有的現(xiàn)場(chǎng)總線和新興的以太網(wǎng)通信怎樣互連，以怎樣的標(biāo)準(zhǔn)互連，按照怎樣的技術(shù)規(guī)范互連？這些都牢牢掌握在國(guó)外的集團(tuán)、聯(lián)盟和工業(yè)巨頭手中。有了這個(gè)“利器”，國(guó)外的工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品往往占盡了先機(jī)。
立華萊康公司在原有的6/10口網(wǎng)管型冗余工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)的基礎(chǔ)上，率先推出了一款分別具有5/8個(gè)10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口的非網(wǎng)管型工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，并且還將有更多深入的工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品規(guī)劃。這些產(chǎn)品都采用了一個(gè)或多個(gè)FPGA器件。
應(yīng)用FPGA的方案，設(shè)計(jì)師就可以在單一硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)支持不同工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議（如EtherCAT、ProfiNet等）的交換機(jī)。這種交換機(jī)將可支持同一系統(tǒng)內(nèi)或來(lái)自相同以太網(wǎng)端口的不同工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議。
當(dāng)然，工業(yè)以太網(wǎng)并不是要包容所有的協(xié)議，才是最佳的方案。如果這樣，必將增加FPGA的成本和體積。靈活性和復(fù)雜性是相輔相成的，沙發(fā)固然舒服，但是板凳也有其適用的場(chǎng)合。
經(jīng)驗(yàn)告訴我們，過(guò)猶不及，某些專(zhuān)用芯片實(shí)現(xiàn)特定的RTE協(xié)議仍然有其存在的空間和時(shí)間?，F(xiàn)場(chǎng)總線也不會(huì)被工業(yè)以太網(wǎng)完全替代，還有一些專(zhuān)用總線，如SERCOS（用于數(shù)字伺服和傳動(dòng)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線接口和數(shù)據(jù)交換協(xié)議）和INSTABUS都有其專(zhuān)門(mén)的應(yīng)用領(lǐng)域。另外，易燃、易爆以及環(huán)境條件惡劣、可靠性要求很高的應(yīng)用場(chǎng)合，也不適于應(yīng)用工業(yè)以太網(wǎng)。
在工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)中，F(xiàn)PGA器件通常扮演著SoC（系統(tǒng)級(jí)芯片）的角色，即將定時(shí)控制、交換矩陣和協(xié)議實(shí)現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)端口等功能都在一片F(xiàn)PGA器件中實(shí)現(xiàn)。
FPGA雖然有上述的多種優(yōu)勢(shì)，但是使用它、用好它也對(duì)設(shè)備制造廠商提出了更高的要求，這些原本單純的硬件制造廠商必須要涉足IP領(lǐng)域。具有IP核移植和功能模塊聚合知識(shí)的軟件人員的人力成本是這些生產(chǎn)型廠商所難以預(yù)料的。所以，目前我們的產(chǎn)品上FPGA器件起到的還只是輔助和補(bǔ)充的作用，并沒(méi)有完全代替中央處理器。
沒(méi)有最完善的產(chǎn)品，只有最恰當(dāng)?shù)厥褂?。任何新特性的加入都是以成本和功耗為代價(jià)的，所以按需取材才是正理。大家看到在有些領(lǐng)域單片機(jī)還在繼續(xù)使用，并且沒(méi)有絲毫下降的趨勢(shì)就明白了。
有些廠商推出了嵌入微處理器或DSP內(nèi)核、I/O接口的FPGA，當(dāng)然有他們產(chǎn)生和存在的環(huán)境。有了這些內(nèi)建的高智能單元大大加強(qiáng)了FPGA的靈活性和兼容性，提高了其“起步”水平。迎合了那些既需要支持標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP以太網(wǎng)協(xié)議，又希望兼容既有的多種RTE協(xié)議的客戶需求。
（轉(zhuǎn)載）
