信迈ethercat主站 FPGA32轴实时带加密

性能优势

1. 循环周期更快，可达31.25us
2. 抖动时间小于0.004us
3. 同步性能好，主站及各从站设备可达到1以下us时钟同步精度(4轴测量50ns）

性能对比：

更多性能比较总结:

针对EtherCAT基于数控系统的实现，提出了一EtherCAT实时通信及技术DSP构建了可行的控制系统方案EtherCAT主站网络结构，重点分析EtherCAT主站状态机、分布时钟、CoE协议。

本实验使用AM57x开发板、Linux-4.4.提供基核，提供基础EtherCAT协议控制伺服驱动器，驱动伺服电机运行。

实验硬件：

评估板：信迈 XM5728-IDK-V3

伺服驱动器 SAN YO RS2A03A0KA4W00 伺服电机——SANYO R2AA08075FXH00W 实验 软件 EC Master V2.9 Linux_armv6 vfp eabihf Eval.tar.gz 例程源码压缩包 EC-Engineer (免费试用版将定期更新，路径为:光盘数据\Tools\Windows）

内核 版本 Linux 4.4.19

为什么EtherCAT这么受欢迎？

EtherCAT(以太网用于控制自动化技术)Beckhoff在2003年开发EtherCAT(以太网用于控制自动化技术)Beckhoff实时以太网络于2003年开发。开放标准现在由EtherCAT技术组（ETG）管理，其中TRINAMICMotionControl它的成员之一。Beckhoff原始代码保持不变，允许设备使用主/从原理相互通信——允许快速动态的通信结构。以太网可以直接连接，因为数据使用与以太网相同的格式。不需要特定的路由器或交换机。

其次，这是一个广泛采用的开放标准。越来越多的设备正在通过现场总线或无线连接-而EtherCAT这是首选技术之一。这意味着你可以使用它Beckhoff的EtherCAT-IP在同一接口上选择多种产品。

第三，它的建设是持续的。使用成熟的以太网电缆，EtherCAT端子可以在-25°C至 60°C在温度范围内工作，Trinamic的EtherCAT运动控制器甚至可以满足-40°C至125°C汽车级温度规格。

投资符合EtherCAT标准产品意味着投资未来——这就是为什么TRINAMICMotionControl开发易用带EtherCAT协议栈的电机和运动控制IC产品原因。

EtherCAT主/从原理

EtherCAT主站通常用作以太网MAC实施嵌入式计算机的标准或软件解决方案。只有主站才能主动创建每帧高达1518字节的数据EtherCAT帧包，并向下发送到从站。除了诸如SOEM(简单开放EtherCAT主站)等开放式EtherCAT除了主站的实施，100多家公司提供各种通用或特殊的主站EtherCAT产品。

除标准以太网设备外，EtherCAT在非常紧凑的时间要求下，从站可以立即处理帧-他们读取数据并将自己的信息添加到同一帧。这样做需要EtherCAT站控器中的特殊硬件。简单的设备不需要额外的微控制器，而更复杂的设备需要处理器来处理协议和应用程序代码。EtherCAT?独特的过程框架方法使其成为工业以太网技术最快的技术；没有其他技术可以改进EtherCAT带宽利用率或相应性能。

功能原理

EtherCAT在主站写一份报纸，并将其发送到所有从站的下游。当数据通过网络中的每个节点时，从设备读取帧并添加数据，同时检查设备是否进一步位于下游。如果网段中的最后一个节点检测到一个开放端口，它会立即知道没有更多的设备发送这些报纸。相反，从站将按照预定义的拓扑返还报文EtherCAT主站。

由于数据是即时处理的，当数据从机器读取或添加到帧时，帧不会停止移动。只有硬件传输延迟才会延迟数据，接收帧和传输帧之间的端口延迟为1μs。一般来说，在主机发送和接收使用以太网技术的全双工电报之间只有几个毫秒的延迟。

如果数据不太大，单个报纸可以用来传递整个网络需要处理的所有数据。换句话说，EtherCAT主站无需为网络中的每个从站创建新的软件包，从而节省了时间并消除了对集中式I/O的需求。

此外，每个EtherCAT通过硬件而不是软件软件通信。这为实时关键任务留下了更多的计算能力，并确保了稳定的性能，并与网络中的所有其他任务一起使用EtherCAT设备完全兼容。当网络仅由网络完成时。EtherCAT设备组成时，不需要交换机，这意味着设置基础设施没有额外的时间延迟和成本。

拓扑

EtherCAT基于以太网的物理层。数据报告可以使用全双工传输，这意味着连接通过带有缓冲器的交换机在每个端口进行。通过一个，两个或两个以上的端口EtherCAT各种拓扑结构都是可能的，如简单的线路和星形树状拓扑结构。一个单一的EtherCAT网络可以支持多达65,535个设备，而不会限制拓扑结构。

由于物理层是以太网，因此不需要特殊电缆，也不需要交叉。这意味着您将不需要网格中心的额外连接，如图所示。建立此电缆冗余可最大限度地降低故障风险。

如果有下游设备并且打开或关闭相应的端口，则网络段或分支中的每个EtherCAT从站控制器都会自动进行检测。链中的最后一个设备通过关闭其端口将数据包返回给发送方-所有其他接收返回到主方的帧的从服务器都将忽略它并简单地让它通过。

同步

无论何时分布式应用程序需要及时同步操作，如几个伺服轴完全同时启动或停止，EtherCAT的分布式时钟系统即可发挥作用。

分布式时钟机制同步所有从设备的时钟，导致偏差小于1μs。这些同步时钟产生的网络轴同步至微秒，即使通信周期抖动增加，抖动也非常低。

实际控制案例分享：

另外，我们还提供am5728+fpga ethercat解决方案。它比纯linux实现具有实时性更快更强的特点。

性能优势

1. 更快的循环周期，可以达到31.25us
2. 更低的抖动，抖动时间小于0.004us
3. 同步性能好，主站和各个从站设备可以达到远小于1us的时钟同步精度（4轴实测50ns）

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