基于Linu的EtherCAT主站的研究.pdfVIP

基于 Linux 的 EtherCAT 主站的研究 引言 随着网络技术的迅速发展，当今的工业现场总线技术均逐渐过渡到实时工 业以太网阶段。如西门子公司的 PROHBUS 到 PROFINET; 博世力士乐公司的 SERCOS? 到 SERCOSIII 等。同时一些新兴的工业实时以太网技术也以其全新 的起点和优越的性能脱颖而出。其中 EtherCAT(Ethernetfor Control Automation Technology) 技术 (也称为以太网现场总线 )，便是其中较为突出的一个。现场总 线技术的实现主要依赖于主站与从站两大部分，其中尤以主站技术最为复杂， 同时也是控制系统中通讯部分的核心。从历史上看现场总线主站技术的演变经 历了主动卡 (如 SERCOS 一代卡 )、被动卡 (如 SoftSERCANS 卡) 、软主站 (不需 要专门的硬件卡，如可支持 Eme 疋 AT 总线的 TwinCAT 和 Codesys 软件 ) 。这 使得运动控制器的开发对特殊硬件板卡的需求逐渐降低，直至彻底抛开，从而 实现其开放性和灵活性。研究 Linux 下的 EtherCAT 主站系统在研究软主站的 基础上又有两个意义：一是 Linux 操作系统为开源系统，在其基础上的任何软 件方面的研究都可直至底层，为自主创新提供可能。二是 Linux 操作系统很容 易移植到 ARM 处理器平台上，而 ARM 架构相对 X86 硬件系统具有诸多灵活 性和开发性，方便国内厂商开发出基于自身硬件平台的高性能控制器。因而此 项研究即有助于开发基于软主站的开放式运动控制器，同时可为研制我国自主 的工业实时以太网标准提供借鉴，具有较强的实际意义。 1 Linux-FEtherCAT 主站系统结构 Linux 系统总体分为内核层与应用层。其中内核层运行系统的核心调度与驱 动程序，内核层中的程序称为模块，实时性较高。应用层运行各种桌面程序和 应用程序，实时性差。 Linux 系统下 EtherCAT 软主站系统结构如图 1 所示。