EtherCAT(通信/传输层)学习笔记

EtherCAT(通信/传输层)学习笔记 基本概念processing on the fly这是 EtherCAT 和普通以太网的本质区别数据帧不需要在每个从站里被完整接收、处理、再转发而是帧经过从站硬件时被实时读写帧持续流动。WKCWorking Counter的主要功能在于提供一种方法来验证从站是否已正确接收并处理了主站发送的数据。分布式时钟同步主站第一次通信时会读取所有从站的本地时钟计算处传播延时之后每个周期的通信帧里会携带一个基准从站的时钟值其他从站根据这个值加上各自的传播延时补偿不断微调自己的本地时钟频率和偏移最终让所有从站的时钟同步到亚微秒级。帧结构在标准以太网帧0x88A4里嵌套若干个 EtherCAT 数据报。EtherType 的作用是告诉接收设备以太网帧 Payload 里面装的是什么协议。例如EtherType Payload 中的协议0x0800 IPv40x0806 ARP0x88A4 EtherCAT寻址方式位置寻址按从站在链路上的物理位置编号常用于初始化阶段扫描/配置逻辑寻址把所有从站的过程数据映射到一个统一的逻辑地址空间主站一次读写就能覆盖所有从站这是周期性 PDO 通信实际用的方式。从站种类与实现方式ESC专用从站控制器芯片负责在物理层完成帧经过时读写数据这个核心动作这部分是硬件自动完成的FMMU把逻辑地址映射到本地物理内存SM管理 ESC 内部缓冲区和应用层 CPU 之间的数据交换、防止读写冲突网络拓扑与热插拔/冗余机制支持线型、树型、星型混合拓扑热插拔/热连接允许在运行时插拔某个分支的从站主站通过配置可选从站组来支持这种动态拓扑不会因为某个分支缺失就让整条总线报错。