EtherCAT协议的介绍教学PPT课件.ppt

外部时钟同步：IEEE1588 通过完整的IEEE1588分界时钟选择端口 分布式时钟的作用 EtherCAT设备同步 定义系统时间 – 开始于2000.1.1 00：00 – 最小计量1ns – 64 bit (足够500年) – 低32位跨越4.2秒 一般情况下，足够信息交流和时间压力 定义一个参考时钟 – 一个 EtherCAT 从站 被当作参考时钟使用 – 参考时钟循环的分布他的时钟 – 参考时钟根据一个全局参考时钟 – IEEE 1588而改变 应用层（AL）的目的 EtherCAT 状态机 – 设备和网络的启动 邮箱接口和协议 – 设备的存取变量 – 异步传输 协议 – Ethernet over EtherCAT（EoE） – CANopen over EtherCAT（CoE） – Filetransfer over EtherCAT（FoE） – Servo Drive over EtherCAT（SoE） 从站信息接口 (SII) – 设备特征和配置信息 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” 类似高速列车: ? “火车 ”(Ethernet 帧) 行驶不会停止 ? 一直盯着“火车”通过狭窄的窗户，我们可以看到整个火车 ? “汽车” (次级报文) 有可变的长度 ? 我们可以”提取“或者“插入“单个人（Bits） 或者整个组 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 主站仅仅需要一个另外的EtherCAT端口，但是可能连接所有的从站设备 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