【EtherCAT实践篇】二、EtherCAT从站硬件设计实例_ethercat 廷华电子设计-CSDN博客
【EtherCAT实践篇】二、EtherCAT从站硬件设计实例
最新推荐文章于 2024-01-05 16:53:58 发布
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EtherCAT从站硬件设计框架【EtherCAT设计篇】一、EtherCAT从站硬件分析所示,采用ET1100+STM32方案。这里采用ET1100核心板+STM32底板两块板子方式,这样一来方便ET1100用于其他地方,二来方便更换不同方案(STM32/DSP)的底板,以扩展应用范围。
1、ET1100核心板
ET1100核心板主要参考《工业以太网现场总线EtherCAT驱动程序设计及应用》书籍及网上搜索的资料进行电路设计,主要包括:
1)ET100外围配置电路连接:这里采用SPI接口与STM32底板通讯。
2)基于PHY器件KS8721的MII接线
3)H1102隔离变压芯片及外围配置电路等
2、STM32底板
STM32底板用于实现与ET1100数据交换,这里采用SPI总线方式。此外,为验证EtherCAT通讯效果,输入上设计了16路拨码开关输入,一路滑动变阻器模拟输入;输出设计16路LED输出。
1)STM32最小系统:
2)系统电源输入及处理
3、EtherCAT从站硬件效果图
进行PCB打样制作实物,最终效果图如下:
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【EtherCAT实践篇】二、EtherCAT从站硬件设计实例
EtherCAT从站硬件设计框架【EtherCAT设计篇】一、EtherCAT从站硬件分析所示,采用ET1100+STM32方案。这里采用ET1100核心板+STM32底板两块板子方式,这样一来方便ET1100用于其他地方,二来方便更换不同方案(STM32/DSP)的底板,以扩展应用范围。1、ET1100核心板 ET1100核心板主要参考《工业以太网现场总线Ethe...
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EtherCAT ET1100 最小系统硬件原理图
11-16
基于ET1100的FB1111模块原理图
ET1100 倍福EtherCAT芯片原理图
11-10
倍福内部会员给出的ET1100的原理图,包括芯片的管脚定义,ET1100芯片外PHY芯片接线,E2ROM等,已经用于实际工程。
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EtherCat 从站控制芯片
weixin_46024116的博客
01-05
973
EtherCat 从站控制芯片简称ESC,是实现EtherCat数据链路层协议的专用芯片,用作处理EtherCat数据帧,并为从站控制装置提供数据接口,简单说就是一般我们的MCU不支持EtherCat(当然也有支持的,支持的就不需要ESC),ESC就是个转换器,一般和MCU选择串行(SPI)的方式来通信。ESC存储空间:前面讲到ESC具有64K字节的DPRAM,前4K(0x0000–0x0FFF)字节的寄存器空间。
TI的ET1100原理图
10-22
ET1100 SPI EMIF原理图,PDI端口的具体定义。通过跳线选择接口类型。
EtherCAT开发技术
09-01
EtherCAT,基于f407.,EtherCAT 是一利1 应用于工厂向动化和| 流程向动化领域的实时工业以太网现场总线协议,是
业通信网络国际标准 IEC6 11 58 和 IEC6 1784 的组成部分。介绍了 : 实时工业以太网技术进
EtherCA丁系统组成原理、EtherCA丁协议、从站专用集成电路芯片 ETIIOO 、 ETllOO 从站硬件
计实例、EtherCAT 用于伺ßfÆ驱动器控制应用协议 CoE 利、SoE、 Windows XP 操作系统下 Ether
AT 主站驱动程序设计、基于微处理器的 EtherCAT 从站驱动程序设计和| 开发实例。
【EtherCAT实践篇】三、EtherCAT从站软件设计-IO口操作
zhandouhu的博客
01-27
8869
【EtherCAT分析】二、EtherCAT从站驱动程序分析已经给出了EtherCAT从站软件设计的基本框架,下面结合设计的EtherCAT从站硬件板子进行如程序设计。
1、STM32底层引脚及功能配置
主要完成RCC时钟,GPIO口、AD采样、SPI接口等配置。
1.1 GPIO口配置:16路拨码开关输入,16路LED输出
void GPIO_init(void)
{
...
【EtherCAT分析】一、EtherCAT从站硬件分析
zhandouhu的博客
11-03
1万+
1、EtherCAT从站控制芯片
EtherCAT从站控制芯片ESC是实现EtherCAT数据链路层协议的核心,它处理EtherCAT数据帧,并提供数据接口。从站控制器通常都有一个内部的DPRAM,并提供存取这些应用内存的接口范围:
1)串行SPI(串行外围接口):主要用于数量较小的过程数据设备,如模拟量I/O模块、传感器、编码器和简单驱动等。该接口通常使用8位微控制器,如MCU芯片ST...
(转载)STM32与LAN9252构建EtherCAT从站
xiahailong90的博客
02-27
9501
EtherCAT Technology Group | 联系方式。使用SSC,可以快速地构建EtherCAT从站代码,保证从站协议栈与最新的EtherCAT协议相匹配,同时还可以生成从站设备描述文件,这是一份XML文件,需要放在TwinCAT安装路径下的目录下,在使用TwinCAT对设备进行组态时需要使用。是EtherCAT从站设计过程中很重要的一个文件,关于从站设备传输多少数据,是否启用分布式时钟,PHY(LAN9252)与MCU之间如何通信等等重要数据都在这个描述文件中定义。
EtherCATET1100.rar_ET1100 datasheet_EtherCATET1100_EtherCATET110
07-14
EtherCAT芯片ET1100详细开发手册,开发EtherCAT必备资料
【EtherCAT分析】三、EtherCAT从站设备描述文件设计
zhandouhu的博客
11-03
1万+
从站设备描述文件ESI(EtherCAT Slave Information)是EtherCAT从站设备的配置文件,文件为XML格式。XML文件编写好后,通过主站程序下载到从站设备的EEPROM中,通过I2C总线与ET1100芯片内部的寄存器进行数据交换,实现配置信息的读取。从站设备描述文件的主要功能是描述EtherCAT从站的配置信息,主要包含以下两个部分内容:EtherCAT从站制...
工业以太网现场总线 EtherCAT驱动程序设计及应用
weixin_42173625的博客
06-29
594
6.4.5 发送非周期性EtherCAT数据报文。4.2 微处理器操作的EtherCAT从站硬件设计实例。4.3 直接IO控制EtherCAT从站硬件设计实例。6.4.1 CEsSimMaster类的定义。6.4.6 发送周期性EtherCAT数据帧。6.3.1 CEsSimSlave类的定义。6.3.2 CEsSimSlave类的实现。6.4.7 接收EtherCAT数据帧。2.1.2 EtherCAT从站组成。2.3 EtherCAT报文寻址和通信服务。4.1 EtherCAT从站PHY器件选择。
ET1100移植到LAN9252
02-10
LAN9252是一款带有双集成以太网PHY的2/3端口EtherCAT®从控制器,每个以太网PHY包含一个全双工TX收发器并
支持100 Mbps(100BASE-TX)操作。LAN9252支持HP Auto-MDIX,允许使用直连或交叉LAN电缆。100BASE-FX通
过外部光纤收发器来获得支持。通过额外的MII端口连接到外部PHY,该器件也可配置为3端口从器件。作为一个三通阀
门支持菊花链拓扑或连接到另一个LAN9252以构成4端口解决方案。
本文档旨在提供将采用Beckhoff ET1100的设计移植到Microchip LAN9252的转换细节。
EtherCAT设备描述文件工具及文件.rar
10-24
其中包括ETG规定的EtherCAT的设备描述的文件的标准文档,内详细介绍了xml的约定和规程;还包括了xml设备的格式检查文件,这个方便了用户自己检查编辑xml格式出错不能被正确识别的问题;其中还包括了,双轴402的实例;帮助用户在一个EtherCAT芯片上虚拟出多个轴,减少设备陈本;
EtherCAT从站开发入门
ethercat_i7的博客
05-24
2万+
EtherCAT从站开发中,除了常见的ESC(FPGA IP)+DSP方案外,TI、瑞萨、英飞凌等芯片厂家也纷纷推出了集成ESC功能的芯片,本文介绍英飞凌xmc4800芯片的入门使用过程,并在后续文章中,基于英飞凌提供的从站例程,介绍EtherCAT基本原理和具体的代码实现过程。
一、软硬件环境...
ETHERCAT从站设计与FOC伺服马达电流环控制
YEYUANGEN的专栏
12-22
834
ETHERCAT从站开发方案介绍-含ET9300对比EtherCAT一般设计要求(针对uC+ESC的方案):硬件上:主控制器uC+ESC(可选各供应商的EtherCAT从站控制器)操作系统:无特殊要求,根据产品性能决定,也可以不用操作系统软件上:需要完成主控制器uC对EtherCAT报文的通讯,ESC一般带开发包可完成移植。难点:如何实现uC与ESC之间的数据交互。对供应商的要求:提供高质量的源代码(代码效率高、EtherCAT性能优化)提供至少一个硬件平台的demo。
FPGA实现和ET1100通信verilog源码。ethercat从站
KrJNSfpMvb的博客
11-12
252
在FPGA与ET1100通信的方案中,Verilog语言作为一种硬件描述语言,被应用于实现EtherCAT从站的各种功能模块,例如帧解析、数据处理等。综上所述,FPGA与ET1100通信的方案,是一个基于EtherCAT协议的从站方案,它采用了基于硬件的实现方式,具有高度的可控性和实时性。未来,我们相信FPGA与ET1100通信的方案将会更加成熟和稳定,为工业自动化领域的可控性和实时性提供更好的支持。FPGA与ET1100通信的方案,是一个基于EtherCAT协议的从站方案,本文将对它进行详细阐述和分析。
[工业互联-23]:EtherCat从站 - EtherCAT协议栈与工作原理, 软硬件解决方案
文火冰糖(王文兵)的博客
07-10
2158
在EtherCAT(以太CAT)网络中,从站(Slave)是指通过EtherCAT总线连接到主站(Master)的外部设备或模块。从站通常是实时控制系统中的执行器(写)、传感器(读)、驱动器(写)等外部设备。从站在EtherCAT网络中起到了连接外部设备和主站之间的桥梁作用。它们接收主站发送的命令和控制信息,根据指令执行相应的操作,并将执行结果和实时数据通过EtherCAT总线返回给主站。每个从站在EtherCAT网络中都有一个唯一的站地址。
【EtherCAT理论篇】二、EtherCAT工作原理
热门推荐
zhandouhu的博客
10-26
2万+
1、EtherCAT系统组成
EtherCAT是一种实时以太网技术,由一个主站设备和多个从站设备组成。主站设备使用标准的以太网控制器,具有良好的兼容性,任何具有网络接口卡的计算机和具有以太网控制的嵌入式设备都可以作为EtherCAT的主站。对于PC计算机而言,主站控制器多采用倍福开发的TwinCAT软件。EtherCAT从站使用专门的从站控制器(ESC),如专用集成芯片ET1100和E...
ET1100和PHY的总结
weixin_38457349的博客
06-29
8723
写这篇文章的目的主要是了解ET1100和PHY的相关知识以及在连接配置时的相关东西。因为也是首次接触这个知识,而笔记大多记录的又都是自己的理解,所以难免有不足和错误,欢迎大家指出来,共同讨论。
1.首先介绍一些基础知识:MAC、RII、PHY
一块以太网网卡包括OSI(开方系统互联)模型的两个层。物理层和数据链路层。物理层定义了数据传送与接收所需要的电与光信号、线路状态、...
ethercat从站设计
最新发布
01-10
EtherCAT(以太CAT)是一种用于实时控制系统的高性能工业以太网通讯协议。EtherCAT总线系统由一个主站和多个从站组成,从站的设计是...通过合理设计和选择硬件和软件组件,可以实现高性能和可靠的EtherCAT从站系统。
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【EtherCAT分析】三、EtherCAT从站设备描述文件设计
m0_75131711:
努力学习ing
【EtherCAT实践篇】二、EtherCAT从站硬件设计实例
江湖樵夫:
博主你好,可以参考 下原理图吗
STM32-CAN通讯与编程
caichongqin:
大佬,有和bms通讯的源代码吗
【EtherCAT实践篇】五、TwinCAT 3实验2-IO通讯实验
东九!:
有没有人试过,更改从站pdo配置,让主站扫码从站配置进行显示更新,使得主站不需要本地pdo
【EtherCAT理论篇】二、EtherCAT工作原理
m0_60852998:
请问设备寻址中的顺序寻址方式,如果把从站顺序插反,会有什么报错吗?
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【EtherCAT】4.实现一个成熟的从站 - 知乎首发于EtherCAT切换模式写文章登录/注册【EtherCAT】4.实现一个成熟的从站小皎皎一只可爱的小皎皎学习EtherCAT最好从从站开始,因为从站包含了EtherCAT大量原理,例如状态机,PDO映射等。学习从站代码有利于理解过程数据如何传输,XML有什么作用。本文介绍一些从站的基础知识,以及如何设计一个功能完善的从站。从站硬件无论是以ASIC还是FPGA的形式,ESC都是从站的核心,主站通过读写ESC的DPRAM空间实现数据传输。ESC通过PDI接口将数据发送到MCU,在MCU中执行实际的应用层操作。ESC根据倍福公司的IP core设计,目前主流的ESC芯片包括: ASIX公司的AX58100芯片;BeckHoff自己的ET1100芯片;Microchip的LAN9252芯片;FPGA:ET1810(altera)和ET181(xilinx);由于都是基于BeckHoff的IP core设计的,因此这几个芯片在实际功能上差距并不大,区别在于DPRAM的大小,SM的数量,FMMU的数量,PDI的方式等。芯片网口FMMUSMRAM(kBYTE)数字IOSPI slaveLocal BUSAX581002内部PHY,1MII88932Y8/16 asyncLan92522内部PHY,1MII34432Y8/16 sync/asyncET11004EBUS/MII88816Y8/16 sync/async关于芯片的详细参数,可以访问ESC具有各类AL寄存器供主站访问,但实际不执行具体的应用层操作,从站应用层的管理由专门的MCU进行。stm32有强大的性能和完善的生态,因而是应用层使用最为广泛的芯片,也可以采用其他的硬件例如Arduino或者ESP32实现应用层逻辑,但是要支持对应ESC的相关PDI接口。一般来说,从站硬件系统如下图所示:从站最小系统从站软件从站帧的链路层功能都是由ESC完成的。从站软件运行在MCU中,主要执行的是应用层的操作。MCU通过PDI接口读取ESC中的PDO和SDO数据,然后执行应用层的处理,例如状态机,COE,EOE等相关逻辑。MCU需要一套协议栈执行相关的逻辑,目前使用最多的从站协议栈是EtherCAT技术组(EtherCAT Technology Group,ETG)为会员提供的Slave Stack Code(SSC),SSC支持几乎所有应用层协议栈(EOE,COE,FOE)等,同时还提供了对专有协议Cia402等的支持。除此之外,SSC还提供了专门的工具来配置协议栈和PDO。SSC的缺点是,它是针对BeckHoff自己的PIC和ET1100芯片写的,如果使用stm32或者其他通用处理器,需要手工移植代码。ssc的代码框架除了SSC之外,另一个比较有名的EtherCAT开源协议栈是SOES(GitHub - OpenEtherCATsociety/SOES: Simple Open Source EtherCAT Slave),SOES支持EOE和COE这两种较为常用的应用层协议,同时支持静态和动态的PDO映射。SOES的代码相较于SSC精简很多,代码可移植性较好。商用从站协议栈中,比较具有代表性的是KPA协议栈(https://koenig-pa.de/products/ethercat/kpa-ethercat-slave-stack)。作为商用协议栈,KPA协议栈几乎支持所有的EtherCAT特性,包括: 邮箱协议:COE,EOE,FOE,SOE,VOE 分布时钟DC;不同的扫描速率;从可移植性的角度,KPA协议栈实现了一个硬件抽象层,支持不同ESC和主控芯片的数据交互。下图是KPA协议栈的程序结构,从图中可以看出,数据从DPI传输到MCU后,首先通过的是硬件抽象层,主循环轮询AL事件来获取过程数据和邮箱数据的更新,然后基于对象字典更新PDO和SDO。从站功能操作系统层对于实时性和同步要求极高的场合,一般一个系统运行一个从站任务就好了,例如电机驱动从站,此时不建议使用操作系统,直接进行SSC协议栈移植即可。但是实时要求不强的场合,每个任务/接口使用一个从站是很浪费的,毕竟ESC还是有点小贵的,对于任务很多的从站,还是有必要上嵌入式实时系统。下面介绍一下嵌入式操作系统的作用。操作系统层的主要作用是合理对从站任务进行调度。作为现场总线的一部分,一个EtherCAT从站一般至少包含两个任务,一个从主站获取EtherCAT数据,另一个与控制设备(比如电机或CAN总线)交互。在多任务环境下,为了确保EtherCAT通信的实时性、增强任务调度的合理性、有效利用系统资源,从站应当基于实时操作系统进行开发。相较于Linux等操作系统,嵌入式操作系统具有如下特点:小型系统:由于嵌入式设备功能明确,操作系统往往与应用程序编译在一起运行。实时性:嵌入式操作系统往往是实时操作系统。很多嵌入式设备对处理的实时性有严格要求,这种实时性是通过操作系统层面的任务调度机制、任务优先级的设定和应用程序的快速处理来达到的。可移植性:由于嵌入式设备的应用场景多样,复杂程度千差万别,应用程序的大小各不相同,移植的需求是频繁发生的。ucos,vxworks,FreeRTOS和RT-thread是较具代表性的实时操作系统。这里以RT-thread为例介绍嵌入式实时系统的组成,RT-thread不仅是一个实时操作系统,也是一个完善的嵌入式软件生态。它的底层是RT-thread内核,基于内核还提供了网络框架,设备框架,以及各类API。最后在应用层还提供了各类具体应用。RT-thread架构线程管理 RT-thread内核是一个RT-thread程序的核心,RT-thread内核是一个基于优先级的全抢占式多线程调度系统,在该实时系统中,线程是最小的调度单位,系统中除了中断处理函数、调度器上锁部分的代码和禁止中断的代码是不可抢占的之外,系统的其他部分都是可以抢占的,包括线程调度器自身。RT-thread的线程调度关系如下。在RT-thread 中,实际上线程并不存在运行状态,就绪状态和运行状态是等同的。RT-thread线程RT-thread最多支持256个线程优先级,0优先级代表最高优先级,最低优先级留给空闲线程使用。同时它也支持创建多个具有相同优先级的线程,相同优先级的线程间采用时间片轮转调度算法进行调度,使每个线程运行相应时间。线程间通信 RT-thread支持线程间的同步和通信。采用信号量、互斥量与事件集实现线程间同步,线程通过对信号量、互斥量的获取与释放进行同步。支持邮箱和消息队列等通信机制。邮箱和消息队列的发送动作可安全用于中断服务例程中。通信机制支持线程按优先级等待或按先进先出方式获取。时钟管理 任何操作系统都需要提供一个时钟节拍,以供系统处理所有和时间有关的事件,如线程的延时、线程的时间片轮转调度以及定时器超时等。时钟节拍是特定的周期性中断,中断之间的时间间隔取决于不同的应用,时钟节拍率越快,系统的额外开销就越大,从系统启动开始计数的时钟节拍数称为系统时间。RT-Thread 的时钟管理以时钟节拍为基础,时钟节拍是 RT-Thread 操作系统中最小的时钟单位。RT-Thread 的定时器提供两类定时器机制: 单次触发定时器:这类定时器在启动后只会触发一次定时器事件,然后定时器自动停止。 周期触发定时器:这类定时器会周期性的触发定时器事件,直到用户手动的停止定时器否则将永远持续执行下去。通常使用定时器定时 回调函数(即超时函数),完成定时服务。用户根据自己对定时处理的实时性要求选择合适类型的定时器。内存管理 内存是系统的重要资源,特别是对于资源紧张的嵌入式设备来说。RT-Thread将内存分为动态内存堆和静态内存池,对于动态内存的申请,RT-Thread提供小内存分配算法,slab算法和memheap算法。为了避免内存碎片,提高分配效率,RT-Thread还在.data段提供一个静态的内存池。设备管理 和Linux驱动框架类似,RT-Thread也通过I/O设备模型框架对外设进行管理。I/O 设备管理层实现了对设备驱动程序的封装。应用程序通过 I/O 设备管理接口获得正确的设备驱动,然后通过这个设备驱动与底层 I/O 硬件设备进行数据交互。设备驱动程序的升级、更替不会对上层应用产生影响。这种方式使得设备的硬件操作相关的代码能够独立于应用程序而存在,双方只需关注各自的功能实现,从而降低了代码的耦合性、复杂性,提高了系统的可靠性。硬件抽象层硬件抽象层的主要作用是提升程序的可移植性。与ESC的数据交互,是EtherCAT从站MCU最为重要的功能。MCU通过PDI访问ESC的内存空间,读取寄存器和过程数据,因此,有必要对ESC的数据访问进行封装,封装的目的是保证在MCU应用层能够通过通用的接口实现对不同类型从站ESC,不同接口PDI的访问。关于硬件抽象层的封装,SOES实现了所有硬件访问相关函数:应用层协议EtherCAT从站的目标是能够支持各类应用层协议,这其中最主要的是COE协议和基于COE的各类行规。此外还需要支持FOE,EOE,SOE等协议。COE:CANopen over EtherCAT,EtherCAT协议在应用层支持CANopen协议,并作了相应的扩充,CoE协议完全遵从CANopen协议。COE协议十分核心且复杂,在此不作过多介绍。EOE:EtherNet over EtherCAT,该协议支持EtherCAT能分段传递标准的以太网数据报文,使得EtherCAT协议同样能支持TCP/IP、UDP/IP协议。SOE:Servo Drive over EtherCAT。SERCOS是世界首个应用于伺服控制的协议。EtherCAT协议在应用层接口上兼容了这个协议,简称为SOE。SERCOS应用层协议为主站设计了信息接口,可以通过配置EtherCAT过程数据报文,实现周期性传递伺服驱动器的数据。FOE:File Access over EtherCAT。该协议可以使用EtherCAT总线上传、下载固件,刷新从站的固件。并且可以通过命令行工具加载或存储文件。结合实际需求,COE和基于COE的行规协议CiA402等是必须实现的,FOE、EOE作为程序的扩展功能有必要实现,而SOE不是常用需求。动态PDO映射静态PDO映射是将PDO变量“写死”在从站中,对于实际应用场景是十分不友好的,例如某个机型的电机需要实时传输电机温度,但在另一个机型中不需要温度信息,如果使用静态PDO映射,为了提升传输效率,删除温度PDO,则需要修改代码,烧写固件,更新XML文件。这样会带来巨大的工作量。特别是基于CiA402的驱动器来说,经常要根据上位机软件的需求修改传输变量。动态PDO映射允许定制PDO以满足客户需求,TwinCAT和KPA studio等上位机软件都支持以勾选的形式动态配置PDO。为了使得上位机能够修改PDO assign,需要在xml中配置mandatory为false(SSC在EXCEL)中可以配置。动态PDO映射的基本原理是操作对象字典的0x1C12和0x1C13对象,这两个对象分别管理输出和输入的PDO映射。过程如下:将Ethercat状态机切换到PreOP状态,此状态可以用SDO来配置PDO映射;清除PDO指定对象的PDO映射对象,即设置0x1C12-00,与0x1C13-00为0;PDO映射对象无效,即对0x1600-0x1603/0x1A00-0x1A01的子索引设置为0;重新配置PDO映射内容;0x1600-01开始的是RxPDO内容,0x1A00-01开始的是TxPDO;设置PDO映射对象总数;写有效的PDO映射对象索引到PDO指定对象设置PDO指定对象的总个数,即将映射对象个数写入到1C12-00h和1C13-00h转换Ethercat状态机到安全操作以上,配置的PDO映射将有效。分布时钟EtherCAT各个从站得到帧后会进行处理或者转发,这需要一定的微小时间。但当需要经手的从站多,或者数据量大的时候,积少成多会导致较大的延迟,并且电缆线内信号传输也占有一定的延时时间。分步时钟可以使所有的EtherCAT设备使用相同的系统时间,从而控制各设备的任务的同步执行,支持分布式时钟的从站称为DC从站。为使各个从站的参考时钟达到绝对同步,主站会计算各个从站的偏移时间,这个值会写入对应从站的系统时间偏移寄存器。在从站端,分布时钟由ESC芯片实现,ESC为从站控制微处理器提供同步的中断信号和时钟信息,分布时钟单元可以产生两个同步信号SYNC0和SYNC1,用于给应用层提供中断或直接触发的输出数据更新。MCU可以通过ESC的中断信息和时间漂移寄存器的值更新本地系统时钟。分布时钟是从站的重要功能,SSC和SOES都实现了分布时钟,可以参考这两者的设计实现该功能。SDK目前从站代码开发主要有两种方式: 基于现有的代码进行移植:目前对于成熟的ESC(ET1100、LAN9252、AX58100)都有比较成熟的解决方案。但移植仍然要求对代码较为熟悉,如果添加新功能较为困难,综合来看较为麻烦;基于从站软件生成:SSC,SOES和KPA都提供了对应的从站代码生成器,但是SSC是针对自己的的PIC32芯片的,仍然需要手动移植代码;SOES和KPA的从站软件都属于商用软件需要较高的授权费;因此通过一个SDK简化从站开发流程是有必要的,参考SOES的slave editor,SDK所需的功能如下:从站基本信息:允许通过界面添加XML的必要信息,例如vendor ID,product ID等;数据链路层配置,允许通过界面配置FMMU,SM同步管理器和邮箱;PDI的配置:允许通过界面配置PDI相关寄存器;PDO的配置:这是从站软件的核心,允许通过界面直接添加和管理PDO,由于PDO是从站最重要的功能,此功能将极大简化从站开发过程;代码生成和XML的生成。SOES的上位机软件从站性能从站响应时间从站响应时间是从站的性能指标,指从发送一帧数据,经过每个从站ESC的处理,到主站接收到这帧数据的时间。从站响应时间主要由硬件和网络结构,数据传输量决定,具体地:带宽:传输延时和带宽有关系,对于单个bit,从发送到确认,不考虑线路损耗的时间是(1/BandWidth)。假设EtherCAT网络的带宽是100Mbit/s,则每字节的传输延时是(1/100M)*8 = 80us;主站硬件延时:主站硬件同样存在延时,一般在几us左右;主站软件延时:主站软件一般会带来几微秒的延时,取决于主站的性能;从设备数量:每个MII/PHY接口的ESC会带来1us的延时,而EBUS接口的则只有0.3us;KPA studio的数据界面,在运行状态下可以查看从站响应时间。编辑于 2023-08-29 15:47・IP 属地浙江EtherCAT 总线驱动器赞同 2011 条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录EtherCAT介绍工业以太网总线EtherCAT技
EtherCAT的实现和应用 - 从站软硬件设计 - 知乎首发于EtherCAT切换模式写文章登录/注册EtherCAT的实现和应用 - 从站软硬件设计酱哒珠海极海半导体有限公司 嵌入式工程师01 从站硬件设计从站最小系统EtherCAT的最小系统由MCU、ESC、晶振、EEPROM、PHY芯片和RJ45接口组成。 从站应用系统一般来说我们可以采用MCU + ESC芯片,集成IO控制和电机控制两种从站方案。作为IO从站应用时,可以利用板载的4个LED和4个Button实现IO逻辑功能。而作为Motor从站应用时,可以利用UVW和HALL采样电路驱动BLDC电机。另外还可引出了ADC、DAC、CAN和RS485等扩展接口。02 从站软件设计从站栈代码代码结构EtherCAT从站栈代码(EtherCAT Slave Stack Code)的代码结构如下图所示,包含ESC内存接口、mailbox(CoE、EoE等等)、DC(Sync)同步功能、过程数据处理、状态机和本地通信应用等结构。其中过程数据的处理使用对象字典,和CoE协议定义的一致。基础的示例代码可以从官方的SSC Tool获得。状态机EtherCAT状态机(ESM,EtherCAT Slave Machine)负责协调主站和从站应用程序在初始化和运行时的状态关系。SSC代码中的ESM在AL_ControlInd()函数实现。EtherCAT设备必须支持四种状态,另外还有一个可选的状态。所有的状态改变都由主站发起。具体可以看《ETG.1000-part 6》应用层协议规范。ESI从站信息接口文件EEPROM内容结构ESC使用EEPROM来存储所需要的设备相关信息,称为从站信息接口SII(Slave Information Interface)。EEPROM的容量为1Kbit ~ 4Mbit,取决于ESC规格。EEPROM内容结构如下图所示。采用字地址,字0~63是必须的基本信息。这些信息都写在XML文件中。XML文件结构每个从站都要有一个XML配置文件,XML里定义的对象字典和PDO设置,需要和固件里的对象字典相对应。还记得”概述“里讲到的从站信息文件xml文件吧。 标蓝色的几个部分是主要的配置内容。下图是XML编辑器转换的视图,关键的对象字典和数据类型都在Devices->Device->Profile元素里。上面部分为制造商信息,下面部分为从站描述信息,包括设备标识、设备名称、接口类型、FMMU通道、SM、过程数据定义、邮箱、分布时钟、EEPROM。发布于 2022-03-21 23:05Ethernet软硬件产品设计(硬件)赞同 31 条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录EtherCATEtherCAT的实现
【EtherCAT实践篇】二、EtherCAT从站硬件设计实例_ethercat 廷华电子设计-CSDN博客
【EtherCAT实践篇】二、EtherCAT从站硬件设计实例
最新推荐文章于 2024-01-05 16:53:58 发布
廷华电子
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EtherCAT从站硬件设计框架【EtherCAT设计篇】一、EtherCAT从站硬件分析所示,采用ET1100+STM32方案。这里采用ET1100核心板+STM32底板两块板子方式,这样一来方便ET1100用于其他地方,二来方便更换不同方案(STM32/DSP)的底板,以扩展应用范围。
1、ET1100核心板
ET1100核心板主要参考《工业以太网现场总线EtherCAT驱动程序设计及应用》书籍及网上搜索的资料进行电路设计,主要包括:
1)ET100外围配置电路连接:这里采用SPI接口与STM32底板通讯。
2)基于PHY器件KS8721的MII接线
3)H1102隔离变压芯片及外围配置电路等
2、STM32底板
STM32底板用于实现与ET1100数据交换,这里采用SPI总线方式。此外,为验证EtherCAT通讯效果,输入上设计了16路拨码开关输入,一路滑动变阻器模拟输入;输出设计16路LED输出。
1)STM32最小系统:
2)系统电源输入及处理
3、EtherCAT从站硬件效果图
进行PCB打样制作实物,最终效果图如下:
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【EtherCAT实践篇】二、EtherCAT从站硬件设计实例
EtherCAT从站硬件设计框架【EtherCAT设计篇】一、EtherCAT从站硬件分析所示,采用ET1100+STM32方案。这里采用ET1100核心板+STM32底板两块板子方式,这样一来方便ET1100用于其他地方,二来方便更换不同方案(STM32/DSP)的底板,以扩展应用范围。1、ET1100核心板 ET1100核心板主要参考《工业以太网现场总线Ethe...
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EtherCAT ET1100 最小系统硬件原理图
11-16
基于ET1100的FB1111模块原理图
ET1100 倍福EtherCAT芯片原理图
11-10
倍福内部会员给出的ET1100的原理图,包括芯片的管脚定义,ET1100芯片外PHY芯片接线,E2ROM等,已经用于实际工程。
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EtherCat 从站控制芯片
weixin_46024116的博客
01-05
973
EtherCat 从站控制芯片简称ESC,是实现EtherCat数据链路层协议的专用芯片,用作处理EtherCat数据帧,并为从站控制装置提供数据接口,简单说就是一般我们的MCU不支持EtherCat(当然也有支持的,支持的就不需要ESC),ESC就是个转换器,一般和MCU选择串行(SPI)的方式来通信。ESC存储空间:前面讲到ESC具有64K字节的DPRAM,前4K(0x0000–0x0FFF)字节的寄存器空间。
TI的ET1100原理图
10-22
ET1100 SPI EMIF原理图,PDI端口的具体定义。通过跳线选择接口类型。
EtherCAT开发技术
09-01
EtherCAT,基于f407.,EtherCAT 是一利1 应用于工厂向动化和| 流程向动化领域的实时工业以太网现场总线协议,是
业通信网络国际标准 IEC6 11 58 和 IEC6 1784 的组成部分。介绍了 : 实时工业以太网技术进
EtherCA丁系统组成原理、EtherCA丁协议、从站专用集成电路芯片 ETIIOO 、 ETllOO 从站硬件
计实例、EtherCAT 用于伺ßfÆ驱动器控制应用协议 CoE 利、SoE、 Windows XP 操作系统下 Ether
AT 主站驱动程序设计、基于微处理器的 EtherCAT 从站驱动程序设计和| 开发实例。
【EtherCAT实践篇】三、EtherCAT从站软件设计-IO口操作
zhandouhu的博客
01-27
8870
【EtherCAT分析】二、EtherCAT从站驱动程序分析已经给出了EtherCAT从站软件设计的基本框架,下面结合设计的EtherCAT从站硬件板子进行如程序设计。
1、STM32底层引脚及功能配置
主要完成RCC时钟,GPIO口、AD采样、SPI接口等配置。
1.1 GPIO口配置:16路拨码开关输入,16路LED输出
void GPIO_init(void)
{
...
【EtherCAT分析】一、EtherCAT从站硬件分析
zhandouhu的博客
11-03
1万+
1、EtherCAT从站控制芯片
EtherCAT从站控制芯片ESC是实现EtherCAT数据链路层协议的核心,它处理EtherCAT数据帧,并提供数据接口。从站控制器通常都有一个内部的DPRAM,并提供存取这些应用内存的接口范围:
1)串行SPI(串行外围接口):主要用于数量较小的过程数据设备,如模拟量I/O模块、传感器、编码器和简单驱动等。该接口通常使用8位微控制器,如MCU芯片ST...
【EtherCAT分析】二、EtherCAT从站驱动程序分析
zhandouhu的博客
11-03
8589
EtherCAT从站采用ET1100+微控制器STM32,其中ET1100芯片负责完成EtherCAT数据帧的处理等链路层功能,是实现EtherCAT数据通讯的核心。而STM32是EtherCAT系统的应用层处理器,通过SPI总线与ET1100进行数据交换,并实现应用层控制协议。ET1100芯片功能已经固化在芯片内部,实际应用时只需设计相应的XML配置文件。因此在EtherCAT从站软...
(转载)STM32与LAN9252构建EtherCAT从站
xiahailong90的博客
02-27
9501
EtherCAT Technology Group | 联系方式。使用SSC,可以快速地构建EtherCAT从站代码,保证从站协议栈与最新的EtherCAT协议相匹配,同时还可以生成从站设备描述文件,这是一份XML文件,需要放在TwinCAT安装路径下的目录下,在使用TwinCAT对设备进行组态时需要使用。是EtherCAT从站设计过程中很重要的一个文件,关于从站设备传输多少数据,是否启用分布式时钟,PHY(LAN9252)与MCU之间如何通信等等重要数据都在这个描述文件中定义。
ethercat从站io输入输出模块,lan9252,stm32f407,提供原理图,源代码及相关资料
m0_67369596的博客
02-28
978
ethercat从站io输入输出模块,lan9252,stm32f407,提供原理图,源代码及相关资料
编号:41419628426794133博文丽娜
EtherCAT从站开发设计指南,总线远程IO篇
2301_79171935的博客
08-15
1080
EtherCAT是全球响应能力最高的工业以太网技术,广泛应用于工业自动化,本文从工程实践出发讲解设计EtherCAT从站
ET1100移植到LAN9252
02-10
LAN9252是一款带有双集成以太网PHY的2/3端口EtherCAT®从控制器,每个以太网PHY包含一个全双工TX收发器并
支持100 Mbps(100BASE-TX)操作。LAN9252支持HP Auto-MDIX,允许使用直连或交叉LAN电缆。100BASE-FX通
过外部光纤收发器来获得支持。通过额外的MII端口连接到外部PHY,该器件也可配置为3端口从器件。作为一个三通阀
门支持菊花链拓扑或连接到另一个LAN9252以构成4端口解决方案。
本文档旨在提供将采用Beckhoff ET1100的设计移植到Microchip LAN9252的转换细节。
EtherCAT设备描述文件工具及文件.rar
10-24
其中包括ETG规定的EtherCAT的设备描述的文件的标准文档,内详细介绍了xml的约定和规程;还包括了xml设备的格式检查文件,这个方便了用户自己检查编辑xml格式出错不能被正确识别的问题;其中还包括了,双轴402的实例;帮助用户在一个EtherCAT芯片上虚拟出多个轴,减少设备陈本;
EtherCAT从站控制芯片TMC8462、8461、8460
02-26
EtherCAT salve从站控制芯片 TMC8462、8461、8460EtherCAT的研发目标是将以太网应用于需要短暂数据更新时间(也称周期时间,≤100 µs)的自动化应用,且通信抖动小(为了实现精确同步,≤1 µs)、硬件成本更低。
EtherCATET1100.rar_ET1100 datasheet_EtherCATET1100_EtherCATET110
07-14
EtherCAT芯片ET1100详细开发手册,开发EtherCAT必备资料
基于STM32和ET1100的无刷直流电机控制器设计.pdf
09-14
利用STM32的控制性能和丰富外设,采用模块化方法设计了一款基于STM32ZET6单片机和ET1100专用以太网芯片的、具有工业以太网功能的无刷直流电机控制器。在设计中,以STM32ZET6作为微处理器,采用了IR2136驱动芯片及ET1100工业以太网芯片,分别实现了无刷直流电机的调速功能,以及上位机的EtherCAT通信功能。针对传统设计中SPI串行接口未能充分发挥工业以太网的优越性能的问题,设计中利用STM32ZET6特有的FSMC机制实现了EtherCAT模块的并行接口设计,使系统的实时性能有了很大提升。该控制器设计成本低、集成度高、实时性强,特别适用于工业领域。
工业以太网现场总线EtherCAT驱动程序设计及应用
11-06
《工业以太网现场总线EtherCAT驱动程序设计及应用》介绍了:实时工业以太网技术进展、EtherCAT系统组成原理、EtherCAT协议、从站专用集成电路芯片ET1100、ET1100从站硬件设计实例、EtherCAT用于伺服驱动器控制应用...
信捷PLC-EtherCat轴控制-三轴运动系统-光纤掩膜版走点
03-09
类型:信捷PLC实例程序 语言:梯形图 内容:信捷PLC使用EtherCat总线控制X\Y\Z三轴进行运动,实现多点位按坐标周期性重复运动。 行业:光纤掩膜激光打点
【EtherCAT理论篇】二、EtherCAT工作原理
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zhandouhu的博客
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1、EtherCAT系统组成
EtherCAT是一种实时以太网技术,由一个主站设备和多个从站设备组成。主站设备使用标准的以太网控制器,具有良好的兼容性,任何具有网络接口卡的计算机和具有以太网控制的嵌入式设备都可以作为EtherCAT的主站。对于PC计算机而言,主站控制器多采用倍福开发的TwinCAT软件。EtherCAT从站使用专门的从站控制器(ESC),如专用集成芯片ET1100和E...
ethercat从站设计
最新发布
01-10
EtherCAT(以太CAT)是一种用于实时控制系统的高性能工业以太网通讯协议。EtherCAT总线系统由一个主站和多个从站组成,从站的设计是其中的一个重要方面。
从站是连接到EtherCAT总线上的设备,它们通过总线与主站进行通信和数据交换。从站的设计需要考虑以下几个方面:
1. 通信接口:从站需要具备与EtherCAT总线相连接的物理接口,如EtherCAT接口芯片或模块。这些接口负责处理信号的发送和接收,以及与总线上其他设备的通信。
2. 数据处理:从站需要能够处理从主站发送过来的指令和数据,并根据需要做出响应。为了实现这一点,从站通常会包含处理器、存储器和各种输入输出接口。
3. 实时性能:EtherCAT是一种实时通信协议,因此从站的设计需要具备高度的实时性能。从站需要能够在同一周期内及时地响应主站的指令,并实现数据的传输和处理。
4. 网络拓扑:EtherCAT总线通常采用线性的、基于时钟同步的拓扑结构。因此,从站设计需要根据具体的网络拓扑结构进行调整,确保数据在各个从站之间的传输和同步。
5. 电源供给:从站需要有稳定的电源供给以保证正常运行。通常,从站会通过总线上的供电线路来获取电源。
综上所述,EtherCAT从站设计涉及到通信接口、数据处理、实时性能、网络拓扑和电源供给等多个方面。通过合理设计和选择硬件和软件组件,可以实现高性能和可靠的EtherCAT从站系统。
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m0_75131711:
努力学习ing
【EtherCAT实践篇】二、EtherCAT从站硬件设计实例
江湖樵夫:
博主你好,可以参考 下原理图吗
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caichongqin:
大佬,有和bms通讯的源代码吗
【EtherCAT实践篇】五、TwinCAT 3实验2-IO通讯实验
东九!:
有没有人试过,更改从站pdo配置,让主站扫码从站配置进行显示更新,使得主站不需要本地pdo
【EtherCAT理论篇】二、EtherCAT工作原理
m0_60852998:
请问设备寻址中的顺序寻址方式,如果把从站顺序插反,会有什么报错吗?
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EtherCAT的实现和应用 - 从站驱动和应用 - 知乎首发于EtherCAT切换模式写文章登录/注册EtherCAT的实现和应用 - 从站驱动和应用酱哒珠海极海半导体有限公司 嵌入式工程师01 EtherCAT从站设计EtherCAT从站设计包括Hardware、Core、API和APL等设计内容,其中APL应用逻辑里的主站应用属于上位机开发,可以不包含在从站设计里,但大家可以适当了解下上位机的开发,可以帮助我们调试下位机。从站设计总体内容从站设计架构以IO从站为例,Hardware、Core、API和APL如下面这个结构图所示。Hardware和Core已经在之前的文章讲解过了,MCU端的API和APL大家也都很熟悉,这里不再赘述相关知识。下面主要学习MCU和ESC怎么适配从站协议栈代码和应用。02 从站驱动设计驱动设计流程EtherCAT从站驱动的设计主要包括MCU端固件代码和XML文件的编写。XML文件和固件代码是有关联对照关系的,下面会具体讲到。CoE功能框架如下图所示,要实现一个CoE从站,那么代码中要包含下图所示的MailBox、Process Data、Emergency等。上述这些在栈代码中都以及基本实现和配置好,CoE从站的功能扩展和修改主要涉及Object Dictionary、PDO和CAN Application部分。SSC协议栈代码执行流程SSC协议栈实现了CoE架构里的所有功能,下图可以看到有MailBox、Process Data、Emergency等的实现,Object Dictionary对象字典的初始化和PDO过程数据通信的实现。PDO过程数据通信PDO过程数据通信的实现,同时有中断和查询两种方式。查询方式中断方式CoE对象字典MDP(Modular Device Profile)定义和建模了设备内部结构,以对象字典的方式定义了条目的相应行为、关系。目的是为主设备和配置工具通信提供一种简单的方法。对象字典中每个对象都描述了它的功能、名字、索引、子索引、数据类型以及读写属性等。EtherCAT中数据交互主要用到TxPDO和RxPDO两类对象字典。 这里的input和output都是相对于主站来说的,input就是输入主站,output就是主站输出。下面举例说明下CoE对象。如下图所示0x1C13是input的TxPdo分配对象,用于通道分配。0x1A00是0x6000的映射对象,用于索引。而0x6000是应用对象,存储应用数据。SSC中以0x1601对象作为数字输出映射对象,0x1A00作为数字输入映射对象。另外还有CiA402子协议对象字典,详细可以看《ETG.6010》手册。XML文件和固件程序的对应关系每个对象的定义都分为数据类型定义和对象定义,下面是0x1601映射对象的数据类型定义。0x1601映射对象的数据类型定义0x1601映射对象属性定义0x7010应用对象的数据类型定义0x7010应用对象的属性定义0x7010应用对象的entry入门定义0x1C12分配对象的数据类型定义0x1C12分配对象的属性定义03 从站应用从站应用设计在完成对象字典的定义后,要进行对象的初始化提供对象字典对应数据量的MCU端接口给SSC根据字典的输入输出属性分别初始化Input Mapping、Output Mapping及关联应用对象ESC寄存器配置区在EEPROM最开始的部分存储的是ESC寄存器初始值,ESC上电后会从EEPROM中读取这些信息并配置相应的寄存器。这部分的大小为8个字。可以在《et1100_configuration_and_pinout_v4.4》excel文件中配置和查看信息。编辑于 2022-03-27 00:21通用串行总线Ethernet驱动程序赞同 73 条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录EtherCATEtherCAT的实现
EtherCAT从站设计开发教程_哔哩哔哩_bilibili 首页番剧直播游戏中心会员购漫画赛事投稿EtherCAT从站设计开发教程
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2024-02-06 17:39:10
未经作者授权,禁止转载82204超详细的集成式EtherCAT从站模块DPort-ECT使用教程,手把手实例演示。美好生活 - Live A Great Life - Electronic科技科工机械操作教程周立功嵌入式工控机EtherCAT从站
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