【正文】 制器通過順序檢測(cè)的位置計(jì)算速度便是如此。 采用EtherCAT，數(shù)據(jù)交換就完全基于“父”“子”時(shí)鐘的純硬件機(jī)制。 分布時(shí)鐘 精確同步對(duì)于同時(shí)動(dòng)作的分布式過程而言尤為重要。還可通過交換機(jī)或介質(zhì)轉(zhuǎn)換器實(shí)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?yàn)樗杞涌谠贗/O 模塊等很多設(shè)備中都已存在，所以無需附加交換機(jī)。由于一個(gè)以太網(wǎng)接口足以滿足整個(gè)外圍設(shè)備的通訊要求，因此，這不僅極大地精簡(jiǎn)了IPC主機(jī)的體積，而且也降低了IPC主機(jī)的成本。隨著PC組件急劇向小型化經(jīng)濟(jì)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(qū)動(dòng)的電流控制。單個(gè)以太網(wǎng)幀最多可進(jìn)行1486字節(jié)的過程數(shù)據(jù)交換，幾乎相當(dāng)于12000個(gè)數(shù)字輸入和輸出，而傳送這些數(shù)據(jù)耗時(shí)僅為 300 s. 100個(gè)伺服軸的通訊也僅為100s。 性能 EtherCAT使網(wǎng)絡(luò)性能達(dá)到了一個(gè)新高度。 然而，EtherCAT不僅限于單個(gè)子網(wǎng)的應(yīng)用。該以太網(wǎng)幀可由多種子報(bào)文組成，每個(gè)子報(bào)文服務(wù)于邏輯過程映像區(qū)的特定內(nèi)存區(qū)，該區(qū)域最大可達(dá)4GB。 主站方面也非常經(jīng)濟(jì)，商用的標(biāo)準(zhǔn)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(shù)突破了其他以太網(wǎng)解決方案的系統(tǒng)限制：通過該項(xiàng)技術(shù)，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(fù)制到各個(gè)設(shè)備。最初由德國(guó)倍福自動(dòng)化有限公司(Beckhoff AutomationGmbH)研發(fā)。EtherCAT為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能和拓?fù)涞撵`活性樹立了新的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，它還符合甚至降低了現(xiàn)場(chǎng)總線的使用成本。EtherCAT從站設(shè)備在報(bào)文經(jīng)過其節(jié)點(diǎn)時(shí)處理以太網(wǎng)幀：嵌入在每個(gè)從站中的FMMU（現(xiàn)場(chǎng)總線存儲(chǔ)管理單元）在幀經(jīng)過該節(jié)點(diǎn)時(shí)讀取相應(yīng)的編址數(shù)據(jù)，并同時(shí)將報(bào)文傳輸?shù)较乱粋€(gè)設(shè)備。這些接口的共性就是數(shù)據(jù)通過DMA（直接內(nèi)存讀?。﹤鬏斨罰C，即網(wǎng)絡(luò)讀取時(shí)無需占用CPU資源。數(shù)據(jù)序列是獨(dú)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(bào)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(diǎn)中的FMMU和網(wǎng)絡(luò)控制器主站的直接內(nèi)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(shí)際位置及狀態(tài)，分布時(shí)鐘技術(shù)使軸的同步偏差小于1微秒。巨大的帶寬可以實(shí)現(xiàn)每個(gè)數(shù)據(jù)信息與其狀態(tài)信息同時(shí)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(zhǎng)度則為該領(lǐng)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(zhuǎn)變?yōu)榧傻腅therCAT接口端子。 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) EtherCAT幾乎支持任何拓?fù)漕愋?，包括線型、樹型、星型等。當(dāng)然，仍然可以使用傳統(tǒng)的、基于以太網(wǎng)的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 根據(jù)對(duì)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(zhì)。例如，幾個(gè)伺服軸同時(shí)執(zhí)行協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)時(shí)，便是如此。由于通訊采用了邏輯環(huán)結(jié)構(gòu) （借助于全雙工快速以太網(wǎng)的物理層），主站時(shí)鐘可以簡(jiǎn)單、精確地確定各個(gè)從站時(shí)鐘傳播的延遲偏移。而在EtherCAT中，引入時(shí)間戳數(shù)據(jù)類型作為一個(gè)邏輯擴(kuò)展，以太網(wǎng)所提供的巨大帶寬使得高分辨率的系統(tǒng)時(shí)間得以與測(cè)量值進(jìn)行鏈接。EtherCAT系統(tǒng)考慮到了這些需求：任意配置。它由IEC61508標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，并滿足整體安全等級(jí)（SIL）3。Safety over EtherCAT協(xié)議符合IEC 617483標(biāo)準(zhǔn)中的FSCP 12（功能安全通訊設(shè)備行規(guī)）。配備傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線接口的設(shè)備可通過EtherCAT現(xiàn)場(chǎng)總線主站端子的連接集成到網(wǎng)絡(luò)中。它建立在標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)化設(shè)備定義了一個(gè)應(yīng)用層協(xié)議西蒙公司開發(fā)報(bào)文的用途。然而，本規(guī)范力圖闡明MODBUS中哪種功能對(duì)于普通自動(dòng)化設(shè)備的互用性有價(jià)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(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，即擁有了Ethernet的高速、開放性接口，以及CANopen在工業(yè)領(lǐng)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(duì)以太網(wǎng)進(jìn)行了修改，或者是硬件或者是軟件，已經(jīng)不是以太網(wǎng)了。由于這兩種網(wǎng)絡(luò)都是標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP以太網(wǎng)，所以所有標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)都可以接入這兩種網(wǎng)絡(luò)。我們知道數(shù)據(jù)鏈路層的一個(gè)子層的MAC(介質(zhì)訪問)層的作用是[color=FF0000]決定哪一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以占有總線，也即決定哪個(gè)節(jié)點(diǎn)一個(gè)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(biāo)準(zhǔn)的芯片，一般不使用交換機(jī)，軟件也不是標(biāo)準(zhǔn)的，對(duì)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行了一些修改，我們知道一個(gè)數(shù)據(jù)幀只有一個(gè)源節(jié)點(diǎn)，但是對(duì)于EtherCat一個(gè)數(shù)據(jù)可能有多個(gè)源節(jié)點(diǎn)，即一個(gè)數(shù)據(jù)是由多個(gè)節(jié)點(diǎn)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還可傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，即可以用于離散控制，也可用于過程控制(當(dāng)然現(xiàn)在還不能用于本安應(yīng)用)。IRT，而EtherNet/IP則有CIPTCP,EtherCat和PowerLink,都只能完成部分控制任務(wù)，如Modbus其實(shí)，工業(yè)以太網(wǎng)里還有幾個(gè)怪胎，舉兩個(gè)例吧：SynqNet:Sercos速度當(dāng)然快，但只比SercosII快了一倍。我個(gè)人認(rèn)為，咱們應(yīng)該選Ethernet/IP這一邊站數(shù)據(jù)幀訪問完整個(gè)系統(tǒng)的最后一個(gè)從站時(shí),該從站把經(jīng)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(luò)變壓器和 RJ45 接口組成。ASIC 芯片主要由德國(guó)倍福公司提供，主要有 ET1100 和 ET1200 ；IPCore 可以從德國(guó)倍福公司、Xilinx 公司和 Altera 公司獲得。耦合設(shè)備中的物理層由100BASETX 或–FX 轉(zhuǎn)換為Ebus，以滿足電子端子排等模塊化設(shè)備的需求。DMA（直接存儲(chǔ)器存?。┯糜趯?shù)據(jù)傳輸?shù)街鲀?nèi)存，解除了 CPU 存取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的負(fù)擔(dān)。s，其中還包括I/O 周期時(shí)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(shí)間如此之短，使得它可以在兩個(gè)控制周期之間完成。1000個(gè)I/O的更新時(shí)間只需30 181。100個(gè)伺服軸的通訊也非?？焖伲嚎稍诿?00181。EtherCAT使通訊技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)PC所具有的超強(qiáng)計(jì)算能力相適應(yīng)，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(yùn)行速度更快。此特性再配合EtherCAT的機(jī)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(gè)分散式數(shù)位輸入/輸出的程序資料交換只需30us，相當(dāng)于在100Mbit/s的以太網(wǎng)傳輸125個(gè)字節(jié)的資料。最有效的系統(tǒng)連線方法是對(duì)線型、分支或樹叉結(jié)構(gòu)進(jìn)行拓?fù)浣M合。還可通過交換機(jī)或介質(zhì)轉(zhuǎn)換器實(shí)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?fù)淇梢杂镁W(wǎng)絡(luò)線、分枝或是短線（stub）作任意的組合。EtherCAT的速度EtherCAT 技術(shù)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(kuò)展為Gbit 的以太網(wǎng)。除了可以對(duì)分布式I/O 進(jìn)行編