BM40001-1MK0 EtherCAT总线伺服电机BM40001-1MK0

EtherCAT总线伺服电机BM40001-1MK0

目前有多种用于提供实时功能的以太网方案：例如，通过较高级的协议层禁止CSMA/CD存取过程，并使用时间片或轮询过程来取代它。其它方案使用交换机，并采用精确的时间控制方式分配以太网数据包。尽管这些解决方案能够比较快和比较准确地将数据包传送到所连接的以太网节点，但带宽的利用率却很低，特别是对于典型的自动化设备，因为即使对于非常小的数据量，也必须要发送一个完整的以太网帧。而且，重新定向到输出或驱动控制器，以及读取输入数据所需的时间主要取决于执行方式。通常也需要使用一条子总线，特别是在模块化I/O系统中，这些系统与Beckhoff K-总线一样，通过同步子总线系统加快传输速度，但是这样的同步将无法避免引起通讯总线传输的延迟。

通过采用EtherCAT技术， Beckhoff突破了其它以太网解决方案的这些系统限制：不必再像从前那样在每个连接点接收以太网数据包，然后进行解码并复制为过程数据。当帧通过每一个设备（包括底层端子设备）时，EtherCAT从站控制器读取对于该设备十分重要的数据。同样，输入数据可以在报文通过时插入至报文中。在帧被传递 （仅被延迟几位）过去的时候，从站会识别出相关命令，并进行处理。此过程是在从站控制器中通过硬件实现的，因此与协议堆栈软件的实时运行系统或处理器性能无关。网段中的zui后一个EtherCAT从站将经过充分处理的报文返回，这样该报文就作为一个响应报文由*个从站返回到主站。

从以太网的角度看，EtherCAT总线网段只是一个可接收和发送以太网帧的大型以太网设备。但是，该“设备”不包含带下游微处理器的单个以太网控制器，而只包含大量的EtherCAT从站。与其它任何以太网一样，EtherCAT不需要通过交换机就可以建立通讯，因而产生一个纯粹的EtherCAT系统。

EtherCAT设备分主站和从站。很多工程师更关心研发的问题，主站比如是运动控制器-可以用于切割、机器人等行业，从站是IO模块，伺服驱动器，网关，板卡等等。下面由于篇幅关系也只能适当补充。具体的资料可以参考“EtherCAT伺服驱动器开发方案”+“EtherCAT主站代码和方案”两个文档。

从站一般是uC+ESC（EtherCAT从站控制器）的方式，uC可以是硬核uC或者是FPGA构建的软核uC，ESC可以是倍福或者赫优讯的一些集成芯片，也可以是IPcore，IPcore可以跑在FPGA中。可以参考“EtherCAT伺服驱动器开发方案”，里面详细介绍了关于EtherCAT的FPGA举例的开发方案的例子。[1] 

从站框架图有利于了解对整个开发流程有个全貌。

EtherCAT从站框架图

主站一般是：RTOS+ARM/X86/ZYNQ，RTOS有很多选择，比如Vxworks，QNX，uCOS，Linux+开源Xenomai，Linux+开源rt-preempt，Windows+INtime/RTX，winCE等等。开发出一个性能参数很优秀的主站，比如CPU负载，抖动，zui小周期等，有几个先决条件：选好合适的RTOS+硬件平台，选择优秀的NICdriver，选好优秀的EtherCAT主站供应商。具体可以再参考“EtherCAT主站代码和方案”文档[2] 

EtherCAT主站框架图

主站框架图有利于了解对整个开发流程有个全貌。