浅析EtherCAT从站1
星蝶偶成阁2018-09-07 23:40
领导安排下来EtherCAT从站的开发，所以最近在忙乎这个事，以前没接触过，所以很珍惜这个机会。
最开始接触的时候，被大量的代码和参考资料吓到了，根本无从下手。Canopen、Cia402协议也是看不过来的内容。庆叔有个学习的特点，先从最简单的程序开始做，再往上面一层一层的加入。于是乎就有了现在的一些小收获，与大家分享，当然，对于EtherCAT庆叔也是刚入手，因此肯定会有理解错的地方，我就相当于抛砖引玉了。
EtherCAT进入中国差不多十一年了，由于其开放性，实时性以及扩容性表现很不错，逐渐被国内工业自动化领域接受并开始大量采用，国家已经认可其推荐组网协议，并有了规范和标准，伺服驱动领域的产商也开始支持其从站组网，可能会是未来以太网在工业自动化领域主要的通讯协议。
EtherCAT组网最关键的就是ESC(EtherCAT Slave Controller)从站控制芯片，目前市场上主要是LAN8595和ET1100。这两块芯片的特点是，前者相当便宜，其SPI可支持最高80Mhz的时钟（但受限于MCU的时钟），而HPI接口兼容性不是很好，用于STM32来作MCU还是可以，但TI C2000由于没有复用寻址，可能不太适用，且由于是复用寻址，并不见得会比SPI来得快。后者支持异步同步并口和SPI，用C2000的话还是这块芯片比较合适，并口速率就比SPI快多了。
EtherCAT本身就是通讯协议，上文提到的CanOpen和Cia402其实只是支援协议，也就是说不用它，也是可以完成EtherCAT的通讯的，因为我们接触到的CoE是第七层的应用协议，Can over EtherCat这句英语就可以看出，它是EtherCat披上了CAN的外衣，是为了与Canopen设备标准接口的，目的是为了将以前的Canopen协议开发的程序能顺利移植到EtherCat上，MCU是不参与具体通讯的编码与解码，有关通讯所有的工作全由ESC完成了，这也是为什么EtherCAT能快速完成通讯。
当我们抛开CoE来看EtherCAT本身的话，其实是非常简单的，就是对ESC寄存器的操作。所以只要掌握了一种与ESC寄存器交互的方法（SPI、HPI、并口）就掌握了其底层通讯办法的实现，剩下的就是改个读写寄存器的方法而已。然后就XML文件的编写，这个文件的编写，我一直没找到相关的参考资料，估计要成为倍福的会员，才有可能下载得到，现在都是摸出来的。
然后就是TwinCAT了，庆叔目前卡在了这里，自己通过理解的写的祼机程序（不带CoE,Cia402）从站可以通过TwinCAT启停，调位置和速度，但就是过不了运动控制模块，卡在了PreOP2PreOP中，现在估计在这个阶段从机可能需要返回状态信息，还要测试过才知道。所以提醒大家，在TwinCAT上调试成功，并不代表这个从机能跑其它的控制器主站，这也意味着开发的从站通过培福“一致性测试”的重要性。
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