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由于工作需要#xff0c; 最近在学习EtherCAT总线#xff0c;对于主站和从站的通信#xff0c;发表一下我个人的理解。 1. EtherCAT为保证低延迟高响应#xff0c;不可能像MODBUS一样用软件解析数据包再转发的模式#xff0c;而是采用“高速火车”不停车上下…EtherCAT特点
由于工作需要 最近在学习EtherCAT总线对于主站和从站的通信发表一下我个人的理解。 1. EtherCAT为保证低延迟高响应不可能像MODBUS一样用软件解析数据包再转发的模式而是采用“高速火车”不停车上下车的方式不停车指的是底层转发完全靠硬件实现流处理自动加载和提取数据上层需配置相应的寄存器即可。
2. 通信兼容最大化兼容以太网现有的设备配置好上位机软件可以直接使用电脑控制需要一些实时性优化。
从站协议状态机硬件
底层由硬件状态机处理上层软件负责通信调度和管理。 硬件工作原理简图
端口状态机PSM
用于处理MAC帧并将其以八位位组的长度送到上一层处理。
①信息以一个八位位组的序列传输而不是直接传输整个帧
②自动模式下端口自动开闭或者由指令关闭该回路。
DLPDU处理状态机 DHSM
DLPDU为数据链路层处理数据单元是一种特定的实时EtherType或特定的UDP目的端口的以太网帧解释器。包含EtherCAT处理循环帧的检测和自动增量地址的处理更新WKC和FCS检测等功能。当该“解释器”识别到与本地内存和寻址将产生与更高一层状态机的交互。
同步信号管理器状态机SYSM
同步信号管理器用作邮箱和缓存存储器的存储区域。邮箱服务将被转发到一个邮箱处理重试的状态机PMSM,一般EtherCAT从机有四个同步管理器每个同步管理器都对应一个SYSM。如果有一个特殊的内存地址对应到一个SYSM则将有一个对应存储区域或者寄存器的请求。
恢复邮箱状态机RMSM
RNSM负责在操作读邮箱过程中进行重试操作和检查写邮箱指令的序列号。
从站信息访问状态机SIISM
负责读写和更新特定的从站寄存器接口。
邮箱介绍 EtherCAT数据流
邮箱位于同步管理器之上SYSM, 对大多数从机应用的核心是邮箱的数据和过程的处理一般使用邮箱封装CiA301协议对象字典,CoE的方式实现。以下为主站从站邮箱通信的说明。
邮箱是双向工作的由主站到从站及由从站到主站它支持两个方向以上独立全双工通信和多数据链路用户协议。从站从站间的通信通过类似路由器的主站进行管理。邮箱首部包含了一个允许主站进行重定向服务的地址字段(上图Address)。 邮箱使用了两个同步管理器通道(SM)每个方向一个通道如通道0用于主机发送到从站通道1位从站到主站。邮箱的通信一般是非周期性的并对单个从站进行寻址。因此不需要FMMU现场总线内存管理单元的逻辑地址而是使用物理寻址。
邮箱主站与从站的通信过程中主站必须检查从站邮箱应答命令中的工作计数器如果工作计数器没有增加通常因为从站没有完全读取上一条命令或在规定时间内没有响应主站必须重发该邮箱命令。
重发命令后如果命令响应丢失主站没有收到应答主站发送写SM_activate命令(反转repeat)后不再读取邮箱。从站检查SM_activate检测出邮箱重复请求将psRepeatMbx上次发送的备份缓存再次放入邮箱并反转SM_read_toggle。 此时主站周期性的读取SM DL_user的CTRL,检查从站是否结束请求当检查的到SM DL_user的CTRL反转时主站再次读取发送邮箱。
从站到主站的通信主站必须确定从站是否使用邮箱命令填满了同步管理器从站预存数据并尽快发送适当的读命令。从站接收到邮箱读事件需保存发送缓冲器以用于可能的重复 psRepeatMbx psReadMbx。
