Мы обсуждали определение EtherCAT, размер рынка и сравнение с EtherNet в последних двух выпусках. 1.EtherCATОбзор：Самый полный анализ протокола связи ПЛК — EtherCAT (1) 2.EtherCATиEtherNet：Самый полный анализ протокола связи ПЛК: EtherCAT (2)

В этом выпуске мы обсуждаем механизм работы EtherCAT.

Кадр EtherCAT

Как и стандартная связь Ethernet, EtherCAT использует кадры Ethernet для передачи данных по всей сети. Кадр EtherCAT основан на IEEE. Однако стандарты Ethernet 802.3 построены особым образом, который оптимизирует их для увеличения пропускной способности и коротких периодов обработки данных.

Кадр EtherCAT также исключает использование более крупного стека протоколов.,Например, UDP/IP или TCP/IP.,Это означает, что EtherCAT не является протоколом на базе IP.,Больше похоже на протокол уровня 2 или уровня канала передачи данных.

Кадр EtherCAT или Telegram состоит из заголовков Ethernet.,Далее следуют EtherCATданные,и заканчивается последовательностью проверки кадра (FCS). EtherCAT идентифицируется с помощью идентификатора 0x88A4 в поле EtherType заголовка Ethernet.

Данные EtherCAT состоят из специального заголовка EtherCAT, за которым следует дейтаграмма EtherCAT. Заголовок EtherCAT определяет общую длину и тип последующих сообщений данных EtherCAT. За заголовком EtherCAT следует датаграмма EtherCAT, содержащая фактические данные, которые будут считываться или записываться в сети. Эти данные включают в себя спецификации адреса, тип команды, которую хост хочет выполнить (т. е. чтение, запись или чтение-запись), а также данные циклического процесса (PDO).

одинокий Кадр EtherCAT может содержать до 1498 байт. Если требуется более 1498 байт, ведущее устройство отправит несколько кадров данных, и каждый кадр будет содержать идентификатор, который сигнализирует устройству в сети, следует ли ему ожидать еще одного кадра после текущего кадра.

За сборку Кадр отвечает Хозяин EtherCAT. EtherCAT и отправляется по сети. Каждый кадр, отправленный Хозяином, проходит через каждый узел (логическое кольцо) в сети. также,Благодаря гибким возможностям топологии,Не требуется коммутатор или маршрутизатор,Задержки по времени и затраты на оборудование дополнительно сокращаются.

On the fly

Буквально это означает, что EtherCAT обрабатывает данные «со скоростью полета».

EtherCAT использует обработку «на лету», позволяя отправлять только один кадр всем узлам. Главный контроллер EtherCAT собирает кадр и отправляет его. В каждом цикле кадр перемещается по сети, проходя через каждый узел, прежде чем вернуться к главному узлу. Кадр содержит информацию о подчиненном узле, включая адресацию, тип команды EtherCAT (чтение, запись или чтение-запись) и фактические данные процесса. Когда каждый кадр перемещается по сети, каждое устройство ищет и извлекает адресованные ему данные и вставляет новые данные в кадр по мере его перемещения по сети. Когда кадр достигает последнего узла в сети, полнодуплексные возможности Ethernet используются для отправки кадра обратно на ведущее устройство.

Преимущества

Механизм динамической обработки EtherCAT (на лету) обеспечивает значительную экономию производительности и затрат. Например,Хотя в случае очень больших сетей можно использовать несколько кадров.,Но одного кадра обычно достаточно для отправки и получения данных со всех узлов. также,Мастер EtherCAT — единственное устройство, которому разрешено отправлять новые кадры. Все остальные устройства в сети просто получают кадры, обрабатывают их и пересылают. Это исключает непредвиденные задержки,Сделайте EtherCAT подходящим для приложений реального времени.