【EtherCAT理论篇-】EtherCAT工业自动化控制技术概述

由于个人项目的需要接触了EtherCAT，从最初的一无所知，到后来项目落地，整个过程对EtherCAT的从站与主站，从硬件设计到软件系统的学习了一遍。正好项目也做完了，有时间静下来写点东西，所以就想把之前的学习过程做一个总结，分享给大家，写得不对的地方请指正。

EtherCAT介绍

EtherCAT是由德国BECKHOFF自动化公司于2003年提出的实时工业以太网技术。它具有高速和高数据有效率的特点，支持多种设备连接拓扑结构。其从站节点使用专用的控制芯片，主站使用标准的以太网控制器。

EtherCAT是一种工业以太网技术，看到的大多数应用场景都是伺服电机。因为是基于以太网的技术，所以EtherCAT相比于CAN总线而言，速率上要快不少。EtherCAT可以达到100M的速率，而CAN只有1M。此外，EtherCAT还具备低延时和精准同步的特点。
另外高性能高速率是EtherCAT特色，最快可同时连接1000个IO输入输出设备125us的响应速度，体现了它的高实时性。

EtherCAT基本原理

倍福官方对EtherCAT的传递机制的命名叫做：ON The Fly，如下图所示，形象比喻成一列高速火车（我们的复兴号）。

On The Fly技术可以从两方面来解读：

• 第一个方面是以太帧“时分复用”。一般以太帧里都只包含了一个设备发送的消息，5个设备就会发送5条以太帧。而EtherCAT则是多个从站共享一条以太帧。就像图中的火车，EtherCAT主站发出了“火车”（以太帧），各个从站则从这辆火车的不同的“车厢”（子报文）中提取或插入自己的“乘客”（消息）。这样一来就实现了以太帧的“时分复用”，只用一条以太帧（最大1486byte），就可以让各个从站都收发出自己的消息，大大的降低了通信的延时。