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EtherCAT 目录 EtherCAT 简介 从站结构 ? Device Model ? Physical Layer ? Data Link Layer – Frame Structure – Addressing, Commands – Memory, SyncManager, FMMUs – Diagnosis ? Distributed Clocks ? Application Layer – State Machine – Mailbox (Mailbox Protocols) – Slave Information Interface (EEPROM) ? Device Profiles ? Device Description ? Tools (Configuration Tool, Monitor, …) ? EtherCAT Master ? Standard References EtherCAT原理: 以太网 “on the Fly” EtherCAT原理: 以太网 “on the Fly” EtherCAT原理: 以太网 “on the Fly” 插入和提取过程数据的过程是持续的 每个从站过程数据的大小几乎没有限制 (1 Bit到60 Kbyte, 在需要的情况下可以使用很多帧) 可以在每个周期中改变原来过程数据的编辑 e.g. 对轴控制的极短的周期, 和一些较长点的I/O更新周期 在一些不同步的情况，需要事件触发信息 帧处理顺序 拓扑 灵活多变的拓扑 – 线型结构 – 数据处理链型结构 – 带分支结构的数据处理链结构 – 树形结构 – 星型结构 – 电缆冗余 两个设备之间可达到标准以太网电缆可达到的100M距离 理论上可以连接多达65535个设备 线型结构 任意数目的设备成直线型连接 最多65535个设备 数据处理链型结构 带有分支线的数据处理链型 树形结构 实时星型结构 电缆冗余 EtherCAT从站结构 EtherCAT从站评估板 EtherCAT控制器板 ISO/OSI 模型 EtherCAT 物理层 电缆：100BaseTX or 100BaseFx 设备内部：E-Bus (LVDS) 端口管理 一个从站控制器最多可以有4个端口 如果一个端口关闭了，控制器主动连接下一个端口 端口可以随着EtherCAT命令主动的打开或者关闭 逻辑端口设置决定了EtherCAT帧的处理和发送顺序 数据链路层的目的： 数据链路层连接物理层和应用层 数据链路层管理底层的通讯基础结构 – 连接控制 – 连接收发器 (PHY) – 寻址 – 从站管理器配置 – EEPROM 通路 – 同步管理器的配置和管理 – FMMU 配置和管理 – 过程数据接口配置 – 分布式时钟 – 建立 AL 状态机交互 数据链路层概述 标准 IEEE 802.3 以太网帧 – 对主站没有特殊需求 – 使用标准的以太网基础结构 IEEE 注册 以太网帧类型: 88A4h – 最优帧靠前 – 不需要IP栈 – 简单的主站执行 附加 UDP传输 (IANA 注册的88A4h端口) – EtherCAT 可以通过以太网进行信息传递 – 使用标准的 sockets 在从站进行帧处理 – EtherCAT从站控制器通过硬件处理帧 Ethernet / EtherCAT 帧结构 EtherCAT Frame Header EtherCAT 数据包头寻址 EtherCAT寻址 EtherCAT命令 不同的命令通过信息传输系统最优化对所有存取方法的读写 EtherCAT命令 广播读 – 每字节的个别位用引入数据和本地数据逻辑或的结果添加 读写动作 – 对引入数据和本地数据进行交换 一对多的读写 (RMW) – 被定位的站点读其他所有站点写 同步管理器 同步管理器维护一个 DPRAM 区域 邮箱特点 – 1个缓冲器的同步管理器支持握手 – 数据溢出保护 – 在读之前进行写 – 在再次写之前进行读 缓冲特点 – 3缓冲器保证数据的传输和必威体育精装版数据的存写 – 保留一个缓冲器用来写 – 保留一个相应的缓冲器用来读 (第一次写之前例外) – 一般用于过程数据传输 最多支