第二部分 EtherCAT协议
EtherCAT 使用标准的 IEEE802.3 以太网帧,从而可以使用标准的网络控制器,对主站并没有特别的硬性要求。EtherCAT
使用了保留的以太网帧类型 0x88A4,这个帧类型可以有效地区分 Ethernet 数据帧和 EtherCAT 数据帧。EtherCAT 不需
要 IP 协议,但它可以被封装在IP/UDP 协议中。
1 EtherCAT 报文寻址方式及通信命令
1.1 设备寻址:
设备寻址分为位置寻址/自动增减寻址、设置站点寻址和广播寻址三种寻址机制。使用设备寻址时,单个从站报文的
32 位地址被分为 16bit 的设备位置/站点地址和 16bit 的芯片内物理地址两部分。16bit 的芯片内物理地址用来访
问 ESC 内部的寄存器或数据存储区
位置寻址/自动增减寻址:当设备使用位置寻址时,从站报文地址被分为 16bit 的设备位置地址和 16bit的芯片内部
物理地址两部分。16bit 的设备寻址采用负数寻址机制,即第一个从站对应的地址是 0,后面的每个从站的地址依次减
1。由于 EtherCAT 报文每经过一个从站时,相对应的 16bit 的设备地址依次加 1;当设备地址的值为 0 时,即表示本
从站是要被寻址的从站
设置站点寻址:设置站点寻址为每一个 EtherCAT 从站分配一个地址或站点别名,主站可以通过此站点地址或站点别
名来访问从站。设置站点地址是由主站在设备启动过程分配的,不能被从站改变。站点别名是存储在配置芯片
EEPROM 中的,可以被从站改变。如果 EtherCAT 报文中的寻址地址或站点别名与从站的相匹配,则将会执行报文中
相应的命令
广播寻址:
使用广播寻址时,每一个 EtherCAT 从站设备都被寻址。广播寻址一般用于初始化从站或检测从站的状态
1.2 逻辑寻址:
逻辑寻址:使用逻辑寻址时,对所有设备的访问都是通过同一个 4G(EtherCAT 报文中的 32bit 地址)的逻辑地址空间
来寻址的。从站使用映射单元(FMMU, FieldbusMemory Management Unit)把要映射的数据从逻辑映射区映射
到本地地址空间。在启动阶段,主站配置从站的 FMMU。通过本地 FMMU 的配置信息,从站提取要映射到本地物理
地址的逻辑数据。逻辑寻址还支持位映射,可以很方便的访问从站中某些连续位的数据
1.3 EtherCAT 的 WKC 和通信命令:
工作计数器/WKC(Working Counter):每个从站的 EtherCAT 数据报都有一个 16 位的工作计数器(WKC)。工作
计数器中记录了被 EtherCAT 数据报成功访问(从站被正确寻址且数据存储区访问成功)的从站个数。工作计数器被
EtherCAT 从站控制器中的硬件递增。
在主站程序中应该有对各个从站数据报中计数器进行预期值计算的模块。这样,通过比较 EtherCAT 的数据报中工作
计数器的值与预期值的关系,主站可以检查通信是否成功。
通信命令:通信命令共15条