Clever Geek Handbook

初心者のためのEthercat

少し前に、参照条件に「Ethercatプロトコル」という要件が含まれているオブジェクトがありました。情報を検索する過程で、私はHabrに登り、そこでこのプロトコルの解析が行われていないことに驚きました。そして、一般的に、彼に関する情報はかなり断片化されています（先を見据えて-私は間違った場所を見ていました）。私たちはプロジェクトを作成しました。この記事は「若い私」を対象としています。これは、このプロトコルを使用する予定の、または単に興味を持っている他の人の時間を節約するための試みです。



唯一の注意点は、プロトコルのかなり低いレベル（EtherCAT用語のデータレイヤー）について説明することです。私たちが必要としていたのは彼であり、私たちは彼に限定したからです。CanOPEN-over-EtherCAT（CoE）などのアプリケーションレイヤープロトコルは、説明されないままになります（今のところ？）。





一文でEtherCAT



グーグルするのは簡単ですが、順序のために私は自分の言葉でそれを言います。EtherCATは、高スループット（100 Mbit / s）と応答速度（数十メートル離れた1回線上の数十のデバイスで数マイクロ秒）を備えた産業用通信バスであり、低レベルでイーサネットを使用しますが、同時に通常のイーサネットの概念とは異なります。回答"。



Ethernet — , , . EtherCAT — , ( EtherCAT-) , .



, , . — , . — , , — UDP, EtherCAT . EtherCAT- — , — ARP . EtherCAT-.





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, — Infineon XMC4300\4800 Microchip LAN9252. ( - ), — EtherCAT ( ).

EtherCAT XMC4800 Relax EtherCAT Kit. ? — , ( ) .





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WireShark. , , .



, . -, , , wkc2 APWRw. : EtherCAT_Communication_EN.pdf. — ethercat.org . EtherCAT association. , ( NDA, Beckhoff - ), , .

— , .



,



-, , Ethercat, Ethercat. , Vendor ID. , . https://ethercat.org/en/membership_application.html



VendorID! , VendorID . — "", .. EtherCAT . - , - — .



ethercat



, . — . . ?



4 , 2 (port 0 port 1). :





: , ( ). . 0 ethercat processing unit, , .



, ethercat , port0 , port 0, ethercat processing unit, .. port0 .





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port0 port1, port0 , .. , (? 0) .



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. ""? . — ethernet . . ? , - , : — . — ( ).



, . , , , — "" 1, 0 . — ethercat. , , .



, "4- " "" , , .



, , "". Ethernet — \ . IP ( ARP ), MAC . 4 .



, infineon, microchip 2.





ethercat — Beckhoff 4- ethercat :



https://www.beckhoff.com/ru/default.htm?ethercat/ek1100.htm

https://www.beckhoff.com/ru/default.htm?ethercat/ek1122.htm





, , - ethernet switch. , ( ).



\. Ethercat — broadcast MAC , . — ( ), , , — , .



slave — DPRAM



, slave — , . Infineon , SPI. 4 ( 0x1000) — , ethercat, .



XMC4800 8





( ) , EtherCAT . , .



( XMC), :



  • 0x000 — TYPE = 0x98 ( )
  • 0x010 — STATION_ADR, ( , )
  • 0x040 — RESET_ECAT, .
  • 0x100 — DL_CONTROL, (\)
  • 0x110 — DL_STATUS, ( )

    . .


master'a — ethercat .



. ethercat .

:





, ( TCP UDP, 0x88A4), UDP . UDP ( ethercat ), Ethercat — - UDP .



:





, Working counter (WKC).





Wkc — . , wkc wkc ( wkc ). , , BRD " " wkc .



  • Cmd — . , .
  • Idx — , . . SOEM \.
  • Address — . Cmd — 16- ADP ADO ( ), 32- (Logical Addr).
  • Len — .
  • C, R, M, IRQ — , — . SOEM .


, Cmd. . . BRD BRD.
APxx . ADP " ". ? , 0x0000 .
FPxx . STATION_ADR ADP
Bxx . . , , OR . .. , 0
Lxx . FMMU, 32- , . .


xxRD . ( )
xxWR . ,
xxRW . LRW - , . .
xxRMW . ADP (. ) , . LRW .


SyncManager



EtherCAT ( ) SyncManager.



SyncManager (SM) — ethercat , .

0x800. SM 8 , .. 0x800-0x807 SM1, 0x808-0x80F SM2 . XMC4800 8 SyncManager.



— mailbox . . , .



Mailbox — - ethercat. , .



Buffered — . .



  • Mailbox Read. — ( WKC=0). ( ) — - ( WKC=0). ( ) — ( ), (WKC 1) .
  • Mailbox Write. . , , ( ) WKC=0.


  • Buffered Read. . , . , .. SyncManager 0x1000-0x1010, 0x1000-0x1030. 0x1000-0x1010, , .
  • Buffered Write. , . .. , , .


FMMU



Ethercat, LRW. Fieldbus Memory Management Unit (FMMU). . SyncManager, . , . , , , , StartBit 0, EndBit — 7.



, . FMMU0 0x1000 ( ), 0x12345678+4* , 4 , READ. FMMU0 0x1000 ( ), 0x12345678+400+4* , WRITE. LRW 0x12345678, 800 , . . , , ( slave2slave communication), .



, FMMU , SyncManager .





EtherCAT Beckhoff . EEPROM . AL_STATUS, EEPROM . CanOPEN-over-EtherCAT(CoE) \. Ethernet-over-EtherCAT(EoE) Files-over-EtherCAT (FoE) . ESI- c VendorID . . , , EtherCAT , , .



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