EtherCAT 從機(jī)方案
EtherCAT（以太網(wǎng)控制自動化技術(shù)）是一個開放架構(gòu)，以以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，其名稱的CAT為控制自動化技術(shù)（Control Automation Technology）字首的縮寫。EtherCAT是確定性的工業(yè)以太網(wǎng)，是由德國的Beckhoff公司研發(fā)。
自動化對通訊一般會要求較短的資料更新時間（或稱為周期時間）、資料同步時的通訊抖動量低，而且硬件的成本要低，EtherCAT開發(fā)的目的就是讓以太網(wǎng)可以運(yùn)用在自動化應(yīng)用中。
EtherCAT（用于控制自動化技術(shù)的以太網(wǎng)）是Beckhoff（倍福）在2003年開發(fā)的實(shí)時以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。它基于CANOPEN協(xié)議和以太網(wǎng)，但是與Internet通信或網(wǎng)絡(luò)通信不同之處在于，它專門針對工業(yè)自動化控制進(jìn)行了優(yōu)化。這些標(biāo)準(zhǔn)由EtherCAT技術(shù)小組（簡稱ETG）定義和維護(hù)。
使用OSI網(wǎng)絡(luò)模型，以太網(wǎng)和EtherCAT依賴于相同的物理和數(shù)據(jù)鏈路層。除此之外，由于針對不同任務(wù)進(jìn)行了優(yōu)化，因此這兩個網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計上有所不同。例如，以太網(wǎng)被設(shè)計為通過許多不同的節(jié)點(diǎn)發(fā)送大量數(shù)據(jù)。它能夠與數(shù)十億個單獨(dú)的地址之間來回路由數(shù)據(jù)，從而允許跨龐大的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。
EtherCAT是一個快速的確定性網(wǎng)絡(luò)，可使用專門的硬件和軟件來處理數(shù)據(jù)。它使用全雙工，主從配置，并可容納任何拓?fù)?。它可以?0us內(nèi)處理1000個I/O點(diǎn)，或在100us內(nèi)與100個伺服軸通信。軸接收設(shè)定值和控制數(shù)據(jù)，并報告實(shí)際位置和狀態(tài)。軸是使用分布式時鐘技術(shù)同步的，該技術(shù)是IEEE 1588的簡單版本，可將抖動降低到小于1us。
EtherCAT是一種非常靈活的實(shí)時工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議。數(shù)據(jù)交換遵循“動態(tài)處理"原則，EtherCAT協(xié)議提供了快速的吞吐量，因?yàn)橄⒃谵D(zhuǎn)發(fā)到下一個從站之前是在硬件中處理的。當(dāng)數(shù)據(jù)幀通過時，從設(shè)備讀取與其相關(guān)的數(shù)據(jù)，然后它們將數(shù)據(jù)動態(tài)地插入到同一數(shù)據(jù)流中。這不依賴于協(xié)議棧的運(yùn)行時間，因此處理延遲通常僅為幾納秒。
EtherCAT傳輸方法類似于Interbus的原理。使用EtherCAT, 不再接收以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，對其進(jìn)行解釋和處理，然后在每個設(shè)備上進(jìn)行復(fù)制。當(dāng)幀通過設(shè)備時，EtherCAT從站設(shè)備讀取尋址到它們的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)。同樣的，在電報通過設(shè)備時，可以對其插入數(shù)據(jù)，只需要幾納秒的幀延遲。并且由于EtherCAT幀在發(fā)送和接收方向上都包含許多設(shè)備的數(shù)據(jù)，因此可用數(shù)據(jù)速率可提高到90%以上。充分利用了100M網(wǎng)卡的全雙工功能。
EtherCAT具有納秒級的同步性，基本上是的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。對于通過總線系統(tǒng)控制或測量目標(biāo)系統(tǒng)的所有應(yīng)用，這都是一個巨大的好處。
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