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EtherCAT 協(xié)議運(yùn)行原理 EtherCAT 協(xié)議使用一個(gè)特殊類型的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀。如圖 1.2(a)所示,EtherCAT 以太 網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)區(qū)由多個(gè)子報(bào)文組成, 每個(gè)子報(bào)文都服務(wù)于一個(gè)特定的邏輯映像區(qū)。 數(shù)據(jù)幀 在設(shè)備中持續(xù)傳輸,每個(gè)設(shè)備中的 FMMU (Fieldbus Memory Management Unit)在數(shù)據(jù)幀通 過(guò)時(shí)讀出該數(shù)據(jù)幀中映射到此設(shè)備的邏輯地址中的數(shù)據(jù),如數(shù)字伺服控制指令數(shù)據(jù)。同樣, 輸入數(shù)據(jù),如數(shù)字伺服狀態(tài)數(shù)據(jù),可以在數(shù)據(jù)幀通過(guò)時(shí)插入到相應(yīng)的邏輯地址區(qū)中,數(shù)據(jù)幀 在整個(gè)過(guò)程僅有幾納秒的延時(shí), 如圖 1.1 所示。 通常每個(gè)通信周期只需要傳輸一個(gè)以太網(wǎng)數(shù) 據(jù)幀,這個(gè)數(shù)據(jù)幀沿著邏輯環(huán)傳輸一周,完成所有的廣播式、多播式以及從站間的通信。這 種通信方式大大提高了 EtherCAT 的通信速率和有效數(shù)據(jù)率?刂 100 個(gè)輸入輸出數(shù)據(jù)均為 8 字節(jié)的伺服軸只需要 100μ s。 1000 個(gè) I/O 的刷新只需要 30μ s。 而 EtherCAT 的高性能特 性使它還可以處理分布式驅(qū)動(dòng)器的電流(轉(zhuǎn)矩)控制。 EtherCAT UDP(User Datagram Protocol) 可以將 EtherCAT 協(xié)議打包至 UDP/IP(Internet Protocol)的數(shù)據(jù)幀內(nèi),如圖 1.2 中(b)所示。此時(shí),任何帶以太網(wǎng)協(xié)議 堆棧的控制都可以尋址 EtherCAT 系統(tǒng), 甚至允許經(jīng)路由器和其它子網(wǎng)通信。 在這種情況下, 在 EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部,UDP 幀只須在第一個(gè)從站解壓包,EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)本身的響應(yīng)時(shí)間幾 乎不受影響。
![]() EtherCAT 支持幾乎所有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):線型、樹(shù)型或星型結(jié)構(gòu),可以選用的物理介質(zhì)有 標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)電纜 100Base-TX、 倍福公司的 E-bus 以及光纜。 使用 100Base-TX 電纜時(shí)站間 距離可到 100 米, E-bus 只能保障 10 米的間距。 而 整個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多可以連接 65535 個(gè)設(shè)備。 使用快速以太網(wǎng)的全雙工通信技術(shù), EtherCAT 成為主從式的環(huán)型結(jié)構(gòu), 使 如圖 1.1 所示。 圖 1.1 EtherCAT 協(xié)議運(yùn)行原理 EtherCAT 協(xié)議使用一個(gè)特殊類型的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀。如圖 1.2(a)所示,EtherCAT 以太 網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)區(qū)由多個(gè)子報(bào)文組成, 每個(gè)子報(bào)文都服務(wù)于一個(gè)特定的邏輯映像區(qū)。 數(shù)據(jù)幀 在設(shè)備中持續(xù)傳輸,每個(gè)設(shè)備中的 FMMU (Fieldbus Memory Management Unit)在數(shù)據(jù)幀通 過(guò)時(shí)讀出該數(shù)據(jù)幀中映射到此設(shè)備的邏輯地址中的數(shù)據(jù),如數(shù)字伺服控制指令數(shù)據(jù)。同樣, 輸入數(shù)據(jù),如數(shù)字伺服狀態(tài)數(shù)據(jù),可以在數(shù)據(jù)幀通過(guò)時(shí)插入到相應(yīng)的邏輯 |
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