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深入解析EtherCAT:通信协议与从站实现

EtherCAT学习记录

Ethercat学习如何记录以太猫。
Ethercat不仅是通信协议,而且从属设备需要特殊的通信芯片,以进行完整的传输,例如Asystemk的Beckhoff的ET1 1 00或AX5 8 1 00。
在物理层中,醚猫与普通以太网相同。
使用RJ4 5 接口或光纤连接。
总站可以通过典型的计算机网络电缆连接从站以实现通信。
从奴隶站必须使用Ethercat独有的专业ESC芯片。
ESC芯片通常配备EEPROM,以存储初始化的寄存器配置,而无需重建每个功率温度。
应用程序开发人员将EtherCat分为链接层和应用层。
链路层完成了ESC芯片上的语法分析和传输。
通过配置ESC芯片,您可以运行链接层函数并将应用程序层数据传递给MCU。
ESC芯片具有插件的特征,而应用程序层主要关注与基本站点的数据交互。
Ethercat通信模型类似于火车的操作,并且该从接收到类似于从其他车站交换货物的数据,并且数据通过往返提供。
Ethercat框架格式与现有网络通信不同。
它不遵循TCP/IP层次结构,仅包含子消息格式。
主站通过子消息覆盖奴隶。
每个提交的命令可能包括四个命令:订单,设置,逻辑和广播地址。
顺序地址名称基于网络连接序列,地址名称设置为通过从站地址确定通信目标。
逻辑地址提供了更灵活的数据访问,并使用数据逻辑地址和主体和从属ESC芯片之间的物理空间映射,以确保数据准确性。
存储同步管理(SM)函数可防止大师和MCU同时访问ESC存储区域以确保数据一致性。
EtherCAT应用层支持多种协议,例如VOE,FOE,EOE,COE。
COE通过Ethercat实现了Canopen协议,SDO和PDO数据通过邮箱数据格式传输。
邮箱协议包含代表应用程序层协议类型和服务类型的命令和类型参数。
在COE中,SDO数据以包含SDO请求和响应以及原始8 字节数据的邮箱数据格式传输。
PDO数据通过逻辑地址和映射参数在Canopen中实现,而无需使用通信参数。
在接收和处理PDO数据时,应用程序必须根据对象词典找到特定。
总而言之,Ethercat的链路层和应用层函数相互补充。
奴隶通过ESC芯片实现了与大师的有效数据相互作用。
该应用层通过通过COE等协议与大师进行沟通来为工业自动化提供强大的技术支持。

【EtherCAT】4.实现一个成熟的从站

Ethnarkat奴隶学习可以深入了解其主要原理和设计,包括州机器,PDO映射等,本文将介绍奴隶站的基本知识以及应用一个完全功能的奴隶站的方法。
从属硬件包含ESC(Eastercat从属核)和MCU(微控制器)。
ESCA通过ESC PDI接口将数据发送到MCU,并操作实际的应用程序层。
ESC设计基于Beckhoff的IP核心。
主流芯片的功能几乎没有差异。
主要差异是DPRAM大小,SM数,FMMU编号和PDI方法。
有关详细的硬件参数,请参阅官方文档。
从奴隶MCUS选择具有强大性能和生态完整性的STM3 2 来执行应用程序层逻辑。
此外,诸如Arduino或ESP3 2 之类的硬件也可以应用应用程序级操作,但应支持与ESC相关的PDI接口。
DAS硬件架构图显示了ESC,MCU以及它们之间的数据交互。
DAS软件主要包括MCU中的应用层操作。
ESC从框架链接完成了图层功能。
MCU PDI通过PDI接口读取ESC的PDO和SDO数据,并执行应用程序层处理,例如状态计算机,COE,EOE和其他逻辑。
常用的从属协议堆栈包括由Ethnarkat Technology Group提供的SlavestAccode(SSC),该组支持EOE,COE,PHO和其他协议堆栈,并提供诸如CIA4 02 之类的协议支持。
国有企业是另一个著名的Ethercat开源协议堆栈,eoe和coe以及稳定和稳定动态PDO支持映射。
KPA协议堆栈是商业从属协议堆栈的代表,并支持所有EtherCAT功能。
嵌入式实时操作系统(RTOS)在奴隶开发中起着重要作用,以确保实时和有效利用以太交流的资源的性质。
RTO,例如UCO,VXWORKS,FREERTOS和RT线程线程管理,通信机制,时钟管理和其他功能为调度从工作提供帮助。
RT线程内核支持多线程调度,过程间通信,内存管理和设备管理,这对于制造高效可靠的Ethnacat Slaves至关重要。
硬件抽象层的引入旨在改善程序的可移植性。
此ESC遇到了数据访问,从而允许从Slave MCU通过集成的接口到达各种ESC和PDI接口。
应用层协议主要包括COE,基于COE的行业规则(例如CIA4 02 ),敌人,EOE和SOE。
需要COE和CIA4 02 协议,SOE通常不是常见的要求。
动态PDO映射允许用户简化基于CIA4 02 的驱动器的配置,以根据其要求调整PDO配置。
分布式时钟功能使所有EatherCat设备都能使用相同的系统时间,并支持从奴隶的同步执行。
分布式时钟由ESC芯片应用,本地系统时钟中断信号时间漂移通过寄存器更新。
在开发民族奴隶时,SDK的使用可以简化开发过程。
SDK指的是国有企业的奴隶,应包括诸如动态PDO映射配置,分布式时钟支持等功能。
从属绩效评估集中在反应时间上,这取决于硬件,网络结构和数据传输量。
Kpastudio在运行状态下提供了一个从响应时间查看功能。

EtherCAT 技术概述

在工业自动化领域,醚猫技术就像一条辉煌的光线。
2 003 年,他被德国贝克霍夫(Beckhoff)精心制作,以提供高效且高速实时的以太网解决方案。
这项技术在电机仆人等设备中闪耀。
它的传输速度远高于CAN总线(1 00 MBPSVS1 Mbps),并且其延迟低和精确的同步已成为工业网络中的明星。
Ethercat Core是一个开放的以太网体系结构。
主站采用标准控制器,而从从站基于专用芯片,通过防护技术来创建“时间片段”的通信,保证实时实时执行任务的连续性,例如高速信息高速公路,而没有冲突。
Ethercat的基本操作原理就像铁路网络。
主站就像运输中心。
发送以太网框架和奴隶站起来。
它接收并详细说明并将其转发,避免在传统巴士上交通拥堵。
每个设备都配备了两个独立的以太网门,消除了对外部开关的需求,从而简化了网络的分布。
该系统由一个主站和更多的奴隶站组成,通常由Twincat,Iigh和Kingstar等高级软件平台实施。
这些工具就像翻译人员一样,使设备之间的通信进行调节。
有了对Ethercat的深刻了解,我们可以将其与层交流对话进行比较。
奴隶的构造如图3 -2 和3 -4 所示。
它由一个物理层,一个ESC(ESTERCAT奴隶的控制器)和MCU(微控制器)组成,就像人类神经中心一样,负责传输和处理数据。
物理层就像嘴和耳朵一样,负责传播和信号接收。
数据连接的水平就像噪声抑制专家一样,负责同步和校正数据误差,从而确保信息的清晰传输;该应用程序的级别是特定字段中专家的语言,例如Twincat的API,负责分析和执行特定控制命令,例如“ 1 01 01 01 01 01 01 0”。
但是,正如语言障碍可以导致通信障碍一样,不同应用程序水平之间的不兼容可以导致理解困难。
例如,两位使用不同专业术语的工程师,即使他们可以理解一个词汇,例如“ prach频道”,但如果没有常见的语言图片,也仍然不同意一般含义。
因此,必须了解和应用应用程序级别的正确协议,这是确保在Ethercat技术中进行真实时间通信的关键。
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