【正文】 制器通過順序檢測的位置計算速度便是如此。 采用EtherCAT，數(shù)據(jù)交換就完全基于“父”“子”時鐘的純硬件機制。 分布時鐘 精確同步對于同時動作的分布式過程而言尤為重要。還可通過交換機或介質轉換器實現(xiàn)不同以太網(wǎng)連線（如：不同的光纖和銅電纜）的完整組合。因為所需接口在I/O 模塊等很多設備中都已存在，所以無需附加交換機。由于一個以太網(wǎng)接口足以滿足整個外圍設備的通訊要求，因此，這不僅極大地精簡了IPC主機的體積，而且也降低了IPC主機的成本。隨著PC組件急劇向小型化經濟化方向發(fā)展，工業(yè)PC的體積日趨取決于插槽的數(shù)目。例如，以太網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)在不僅可以處理速度控制，也可用于分布式驅動的電流控制。單個以太網(wǎng)幀最多可進行1486字節(jié)的過程數(shù)據(jù)交換，幾乎相當于12000個數(shù)字輸入和輸出，而傳送這些數(shù)據(jù)耗時僅為 300 s. 100個伺服軸的通訊也僅為100s。 性能 EtherCAT使網(wǎng)絡性能達到了一個新高度。 然而，EtherCAT不僅限于單個子網(wǎng)的應用。該以太網(wǎng)幀可由多種子報文組成，每個子報文服務于邏輯過程映像區(qū)的特定內存區(qū)，該區(qū)域最大可達4GB。 主站方面也非常經濟，商用的標準網(wǎng)卡（NIC）或任何主板集成的以太網(wǎng)控制器可以用作硬件接口。EtherCAT EtherCAT技術突破了其他以太網(wǎng)解決方案的系統(tǒng)限制：通過該項技術，無需接收以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，將其解碼，之后再將過程數(shù)據(jù)復制到各個設備。最初由德國倍福自動化有限公司(Beckhoff AutomationGmbH)研發(fā)。EtherCAT為系統(tǒng)的實時性能和拓撲的靈活性樹立了新的標準，同時，它還符合甚至降低了現(xiàn)場總線的使用成本。EtherCAT從站設備在報文經過其節(jié)點時處理以太網(wǎng)幀：嵌入在每個從站中的FMMU（現(xiàn)場總線存儲管理單元）在幀經過該節(jié)點時讀取相應的編址數(shù)據(jù)，并同時將報文傳輸?shù)较乱粋€設備。這些接口的共性就是數(shù)據(jù)通過DMA（直接內存讀?。﹤鬏斨罰C，即網(wǎng)絡讀取時無需占用CPU資源。數(shù)據(jù)序列是獨立于物理順序的，所以以太網(wǎng)端子模塊的編址可以隨意排序。EtherCAT UDP將EtherCAT協(xié)議封裝為UDP/IP數(shù)據(jù)報文，這就意味著，任何以太網(wǎng)協(xié)議堆棧的控制均可編址到EtherCAT系統(tǒng)之中，甚至通訊還可以通過路由器跨接到其它子網(wǎng)中。借助于從站節(jié)點中的FMMU和網(wǎng)絡控制器主站的直接內存存取，協(xié)議的處理過程完全在硬件中完成。在此期間，系統(tǒng)更新帶有命令值和控制數(shù)據(jù)的所有軸的實際位置及狀態(tài)，分布時鐘技術使軸的同步偏差小于1微秒。巨大的帶寬可以實現(xiàn)每個數(shù)據(jù)信息與其狀態(tài)信息同時傳輸。而快速以太網(wǎng)的帶寬和EtherCAT通訊硬件的過程數(shù)據(jù)長度則為該領域的發(fā)展提供了新的可能性：IPC 中的傳統(tǒng)接口現(xiàn)在可以轉變?yōu)榧傻腅therCAT接口端子。 拓撲結構 EtherCAT幾乎支持任何拓撲類型，包括線型、樹型、星型等。當然，仍然可以使用傳統(tǒng)的、基于以太網(wǎng)的星型拓撲結構。 根據(jù)對距離的要求，可選擇快速以太網(wǎng)的物理層或Ebus作為物理介質。例如，幾個伺服軸同時執(zhí)行協(xié)調運動時，便是如此。由于通訊采用了邏輯環(huán)結構 （借助于全雙工快速以太網(wǎng)的物理層），主站時鐘可以簡單、精確地確定各個從站時鐘傳播的延遲偏移。而在EtherCAT中，引入時間戳數(shù)據(jù)類型作為一個邏輯擴展，以太網(wǎng)所提供的巨大帶寬使得高分辨率的系統(tǒng)時間得以與測量值進行鏈接。EtherCAT系統(tǒng)考慮到了這些需求：任意配置。它由IEC61508標準認證，并滿足整體安全等級（SIL）3。Safety over EtherCAT協(xié)議符合IEC 617483標準中的FSCP 12（功能安全通訊設備行規(guī)）。配備傳統(tǒng)現(xiàn)場總線接口的設備可通過EtherCAT現(xiàn)場總線主站端子的連接集成到網(wǎng)絡中。它建立在標準UDP/IP與TCP/IP協(xié)議之上，利用固定的以太網(wǎng)硬件和軟件，為配置、訪問和控制工業(yè)自動化設備定義了一個應用層協(xié)議西蒙公司開發(fā)報文的用途。然而，本規(guī)范力圖闡明MODBUS中哪種功能對于普通自動化設備的互用性有價值，哪些部分是MODBUS作為可編程的協(xié)議交替用于PLC’s的“多余部分”。融合了這兩項技術的優(yōu)點和缺點，即擁有了Ethernet的高速、開放性接口，以及CANopen在工業(yè)領域良好的SDO 和PDO 數(shù)據(jù)定義，在某種意義上說POWERLINK就是Ethernet基本上可以講不是以太網(wǎng)，它們都對以太網(wǎng)進行了修改，或者是硬件或者是軟件，已經不是以太網(wǎng)了。由于這兩種網(wǎng)絡都是標準的TCP/IP以太網(wǎng)，所以所有標準以太網(wǎng)節(jié)點都可以接入這兩種網(wǎng)絡。我們知道數(shù)據(jù)鏈路層的一個子層的MAC(介質訪問)層的作用是[color=FF0000]決定哪一個節(jié)點可以占有總線，也即決定哪個節(jié)點一個發(fā)送數(shù)據(jù)[/color]。d. EtherCat這種工業(yè)以太網(wǎng)也很奇怪，它們不使用標準的芯片，一般不使用交換機，軟件也不是標準的，對以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)幀進行了一些修改，我們知道一個數(shù)據(jù)幀只有一個源節(jié)點，但是對于EtherCat一個數(shù)據(jù)可能有多個源節(jié)點，即一個數(shù)據(jù)是由多個節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)組合而成的。首先這兩種工業(yè)以太網(wǎng)都用于傳輸非實時數(shù)據(jù)，還可傳輸實時數(shù)據(jù)，即可以用于離散控制，也可用于過程控制(當然現(xiàn)在還不能用于本安應用)。IRT，而EtherNet/IP則有CIPTCP,EtherCat和PowerLink,都只能完成部分控制任務，如Modbus其實，工業(yè)以太網(wǎng)里還有幾個怪胎，舉兩個例吧：SynqNet:Sercos速度當然快，但只比SercosII快了一倍。我個人認為，咱們應該選Ethernet/IP這一邊站數(shù)據(jù)幀訪問完整個系統(tǒng)的最后一個從站時,該從站把經過處理的數(shù)據(jù)幀發(fā)送給主站。其中,物理層的主要器件有物理層 PHY(Port Physical Layer)芯片、網(wǎng)絡變壓器和 RJ45 接口組成。ASIC 芯片主要由德國倍福公司提供，主要有 ET1100 和 ET1200 ；IPCore 可以從德國倍福公司、Xilinx 公司和 Altera 公司獲得。耦合設備中的物理層由100BASETX 或–FX 轉換為Ebus，以滿足電子端子排等模塊化設備的需求。DMA（直接存儲器存取）用于將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鲀却?，解除?CPU 存取網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的負擔。s，其中還包括I/O 周期時間。s 執(zhí)行一次。以前需要本地專用硬件支持的功能現(xiàn)在可在軟件中加以映射。EtherCAT周期時間如此之短，使得它可以在兩個控制周期之間完成。1000個I/O的更新時間只需30 181。100個伺服軸的通訊也非?？焖伲嚎稍诿?00181。EtherCAT使通訊技術和現(xiàn)代工業(yè)PC所具有的超強計算能力相適應，總線系統(tǒng)不再是控制理念的瓶頸，分布式I/O可能比大多數(shù)本地I/O接口運行速度更快。此特性再配合EtherCAT的機能原理，使得EtherCAT可以成為高性能的分散式I/O系統(tǒng)：包含一千個分散式數(shù)位輸入/輸出的程序資料交換只需30us，相當于在100Mbit/s的以太網(wǎng)傳輸125個字節(jié)的資料。最有效的系統(tǒng)連線方法是對線型、分支或樹叉結構進行拓撲組合。還可通過交換機或介質轉換器實現(xiàn)不同 以太網(wǎng)連線（如不同的光纖和銅電纜） 的完整組合。雙工EtherCAT的拓撲可以用網(wǎng)絡線、分枝或是短線（stub）作任意的組合。EtherCAT的速度EtherCAT 技術原理具有可塑性，并不束縛于100 Mbaud的通訊速率，甚至有可能擴展為Gbit 的以太網(wǎng)。除了可以對分布式I/O 進行編