EtherCAT主站SDO读报文抓包分析

本文详细分析了EtherCAT主站通过SDO读取从站对象字典的过程,包括检查SM1和SM0缓冲区状态,发送CoE请求,以及读取邮箱数据的五个阶段。

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0 工具准备

1.EtherCAT主站
2.EtherCAT从站(本文使用步进电机驱动器)
3.Wireshark

1 抓包分析

1.1 报文总览

本文读取从站1的对象字典,读取对象字典主索引为0x2000,子索引为0x00。主站通过发送SDO读报文实现对该对象字典的读取,这一过程使用Wireshark抓包如下:
在这里插入图片描述

1.2 SDO读取阶段1:检查SM1缓冲区是否空闲

在这里插入图片描述
这一阶段主站通过FPRD报文去读取SM1缓冲区是否空闲。当bit3为0时表示当前SM1缓冲区为空闲状态,没有需要读取的邮箱信息,如果bit3为1表示当前SM1缓冲区满有需要读取的邮箱信息。

### 如何抓取和分析 EtherCAT 数据帧 #### 使用专业工具进行抓包 为了有效捕获并分析 EtherCAT 网络通信的数据帧,推荐使用专业的抓包工具。Wireshark 是一款广泛使用的网络协议分析器,在配合特定插件的情况下能够支持 EtherCAT 协议的解析[^1]。 然而需要注意的是,尽管 Wireshark 可以用于初步了解 EtherCAT 帧结构,但在某些情况下其内置插件对于部分类型的 EtherCAT 包解析可能存在局限性或准确性不足的情况[^3]。因此建议使用者在遇到复杂情况时参照官方档或其他权威资料进一步验证解析结果。 #### 准备工作环境 针对具体应用场景准备合适的硬件设备非常重要。如果是在嵌入式平台上操作,则需确保目标平台已安装必要的驱动程序以便于后续处理所获取到的数据件(如 .pcap 件)。例如,在 ARM 架构下的开发板上完成数据采集之后,可以通过 FTP 或其他方式将 `data.pcap` 件传输至 PC 上供 Wireshark 进行深入分析[^4]。 #### 开始抓包流程 启动选定的抓包工具后,按照如下方式进行配置: - **选择接口**:确认连接有活动 EtherCAT 流量的物理网口作为监听对象; - **设置过滤条件**:利用 BPF (Berkeley Packet Filter) 表达式缩小关注范围,提高效率;比如仅捕捉目的 MAC 地址属于指定控制器节点的数据包; - **保存会话记录**:当满足一定时间长度或者达到预设大小限制自动停止录制,并妥善保管生成的日志件方便日后查阅。 ```bash # 设置BPF表达式只捕获EtherCAT流量 tcpdump -i eth0 ether proto 0x88a4 -w output.pcap ``` #### 解析与解读日志 导入之前收集好的 `.pcap` 件进入 Wireshark 后台界面,此时应该能看到一系列按序排列的时间戳、源目地址以及载荷详情等字段信息。通过右键点击任意一行可展开更多选项查看更详尽的内容描述,包括但不限于状态机转换指示位、PDO 映射参数等等[^2]。 值得注意的是,由于工业自动化领域内不同厂商实现细节有所差异,所以面对非标准扩展特性时可能需要额外查询对应产品的技术手册来辅助理解未知项的意义。
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