EtherCAT 常用开发工具介绍.pdf-资料库

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BECKHOFF ETHERCAT研发相关产品 EL98xx | EtherCAT 评估套件该评估套件可被用作为 EtherCAT 从站的研发平台。该平台配有板载式控制卡，用于采用 ASIC 芯片 ET1100 或在 FPGA 基础上实现完整的 EtherCAT 连接。它集成了一个用于 FPGA 的编程接口。所有的 ASIC 或 FPGA 过程数据接口（PDI）都连接到引脚并可通过 PDI 选择开关进行选择。可以选择将 SPI 接口与一个包含在套件中的 PIC 微控制器相连，或直接连接到引脚上。同时，该套件还提供一个控制器的编程和调试接口。因此，EL98xx 可以被用作为 EtherCAT 从站样本代码 ET9300（包含在评估套件中）的平台。技术参数评估套件 EL9820 base board 母板 EL9821 EL9830 EL9840 EtherCAT从站控 ASIC ET1100 ASIC ET1100 Altera FPGA Xilinx FPGA 制器板载式控制卡 FB1111-0142，搭 FB1111-0142，搭 FB1122，搭载 FB1130，搭载载 ASIC ET1100 载 ASIC ET1100 Altera Cyclone III Xilinx Spartan-3E 第 1 页共 10 页

BECKHOFF 适配卡 EL9803，用于使用 EL9803，用于使用 – – FB1111-0142 的 FB1111-0142 的 SPI 和 μC 接口 SPI 和 μC 接口 EtherCAT 从站样本代码 ET9300 电缆，技术文档参考设计可选择TR8100 含每人 1 天的培可选择TR8100 可选择TR8100供训（TR8100）描述适配卡，用于在带 ET1100 的 EtherCAT 评估套件上使用 FB1111-0142 的所有接口（μC、SPI、数字量 I/O）。无需集成在设备中；经过适当调整的 EtherCAT 板载式控制卡也可用于此目的（见 FB1111-014x）。采用 EL9803 和 FB1111-0142，可以使用现有的、带 ET1100 的 EL9800 评估套件基板。软件附件电路图培训附件 EL9803 FB1111, FB1122, FB1130 | EtherCAT 板载式控制卡 FB11xx EtherCAT 板载式控制卡提供基于 EtherCAT ASIC ET1100和与 ET18xx EtherCAT IP 内核配套使用的Altera 或 Xilinx FPGA 的完整的 EtherCAT 连接。所有的第 2 页共 10 页

BECKHOFF FB11xx 都有相同的结构，并可与 EtherCAT 评估套件结合起来使用。可将它们作为 EtherCAT 接口集成到设备中。订货信息描述 FB1111-0140 带 ET1100 和 μC 接口的 EtherCAT 板载式控制卡；可以作为 EtherCAT 接口集成入设备中 FB1111-0141 带 ET1100 和 SPI 接口的 EtherCAT 板载式控制卡；可以作为 EtherCAT 接口集成入设备中 FB1111-0142 带 ET1100 和数字量 I/O 接口的 EtherCAT 板载式控制卡；可以作为 EtherCAT 接口集成入设备中；包含在 EL982x 评估套件中带 Altera Cyclone III 的 EtherCAT 板载式控制卡带 Xilinx Spartan-3E（XC3S1200E）的 EtherCAT 板载式控制卡 FB1122 FB1130 ET1100, ET1200 | EtherCAT ASIC芯片 EtherCAT ASIC 芯片ET1100 和 ET1200为实现 EtherCAT 从站提供了一种结构紧凑、经济高效的解决方案。它们直接在硬件中处理 EtherCAT 协议，因而可确保硬件设备的高性能和实时性，而与任何下游从站微控制器及相关软件无关。通过芯片提供的三个过程数据接口 – 数字量 I/O、SPI 和 8/16 位 μC（ET1200无该接口），EtherCAT ASIC 能够实现简单的数字量模块，而不再需要微控制器或研发自带处理器的智能设备。这两种 ASIC 芯第 3 页共 10 页

BECKHOFF 片都带有分布式时钟功能，通过该功能能够实现 EtherCAT 从站<< 1 μs的高精度同步。芯片供电电压为 3.3 V 或 5 V；内核电压为 2.5 V，由集成的同相稳压器生成或者直接供电。 ET1100 是一种适用于任何类型的 EtherCAT 设备的通用解决方案；ET1200 则特别适用于将 E-bus/LVDS（低压差分信号）作为内部接口的模块化设备。由于这两种 ASIC 芯片结构紧凑，外部组件数量少，因此它们仅需极小的安装空间。 ET1100 ASIC 外壳（BGA128）尺寸仅为 10 x 10 mm。该芯片最多可支持 4 个 EtherCAT 端口。8 kB 的双口内存（DPRAM）空间用于读写过程数据和参数数据，可选择通过平行或串行数据总线寻址。另外，在使用该芯片实施时可不使用控制器。在这种情况下，可最多直接连接32 个数字量信号。 ET1200 ASIC 芯片是ET1100的“小”型变体；其 QFN48 外壳尺寸仅为 7 x 7 mm，芯片结构更为紧凑。该设备带有 16 个数字量 I/O 接口和用于实现高精度同步的分布式时钟硬件。通过快速串行接口（20 Mbit/s）寻址1 kB 的DPRAM。ET1200 有两个 EtherCAT 端口，其中一个可被用作 MII 来连接一个标准的物理层；另一个端口用于 LVDS，因此ET1200 特别适用于将 LVDS 用作内部总线物理层的模块化设备。技术参数 ET1100-0000 EtherCAT 端口数 4（最多 4 x MII） ET1200-0000 2（最多 1 x MII） FMMU SYNC manager 8 8 DPRAM 分布式时钟 8 kbyte yes (64 bits) 有（64 位） 3 4 1 kbyte 过程数据接口 32 位数字量 I/O 16 位数字量 I/O SPI 8/16 位 μC SPI – 外壳 BGA128，10 x 10 mm QFN48，7 x 7 mm 第 4 页共 10 页

BECKHOFF ET1810, ET1815 | 用于 Altera 和 Xilinx FPGA 的 EtherCAT IP 核采用 EtherCAT IP 核，可以在一个 FPGA（现场可编程门阵列－即一个包含可编程逻辑组件的功能块）上实现 EtherCAT 通讯功能和专用功能。EtherCAT 功能可自由配置。可将 IP Core 集成到自己的 FPGA 设计中，并提供 Avalon (Altera)或 OPB (Xilinx)接口与软核处理器通信。物理接口和内部功能可调，例如 FMMU 和同步管理器数量、DPRAM 大小等等。过程数据接口（PDI）和分布式时钟也是可配置的。其中包含的各个功能都与 EtherCAT 规范和 EtherCAT ASIC 芯片（ET1100，ET1200）兼容。residual error probability 残留差错概率：报文有差错而又未被检出的概率所需逻辑单元的数量取决于所选配置： Altera IP 核： – 32 位数字量 I/O，1 kB RAM，不带分布式时钟，带 FMMU 和同步管理器，约 4500 个逻辑单元 – 16 位 μC 接口，60 kB RAM，带分布式时钟，8 个 FMMU 和 8 个同步管理器，约 15,000 个逻辑单元 Xilinx IP 核： – 32 位数字量 I/O，1 kB RAM，不带分布式时钟，带 FMMU 和同步管理器，约 2500 个逻辑片（Spartan-3E） – 16 位 μC 接口，60 kB RAM，带分布式时钟，8 个 FMMU 和 8 个同步管理器，约 8000 个逻辑片（Spartan-3E） EtherCAT Altera IP 核可以与下列 FPGA 配套使用： Cyclone、Cyclone II、 Cyclone III*、 Stratix、Stratix III*（* = 近期将推出） EtherCAT Xilinx IP 核可以与下列 FPGA 配套使用：Spartan-3、Spartan-3E、Spartan-3ª、 Virtex-II、Virtex-II Pro、Virtex-II Pro X、Virtex-4 和 Virtex-5。第 5 页共 10 页

BECKHOFF ET9000, ET9200, ET9300 | EtherCAT 开发软件 ET9000 | EtherCAT 组态工具通过EtherCAT 规范中明确定义的接口，在开发 EtherCAT 主站的同时无需开发组态工具。 EtherCAT 主站开发人员可直接使用EtherCAT 组态工具，或将它集成并分配到其自开发软件包中。用于配置一个 EtherCAT 网络的 Windows 软件包括： – 配置工具用于： – 读取 XML 设备描述 – 生成 XML 配置描述特性 – 在线特征 – 通过主站样本代码接口扫描 EtherCAT 网络 – 诊断功能 – 用于调试的自运行在线模式 – 在线和离线拓扑结构显示，包括用于第三方软件的 OCX – 自动化软件接口将组态工具作为 COM 服务器启动 – COM 接口 – 用于在客户端和服务器之间交换参数的 XML 接口 – 包括嵌入式图形化用户操作界面 – EXE 文件，可在 Windows 2000、XP 和 Vista 环境下运行如果使用了 Beckhoff 的 TwinCAT 自动化软件，则不再需要 EtherCAT 组态工具。 ET9200 | EtherCAT 主站样本代码 EtherCAT主站样本通讯软件是一个基于Windows的用户模式应用程序，用于实施EtherCAT 主站。基于该产品，Beckhoff为 EtherCAT 主站开发人员提供 TR8200 培训。该软件具有第 6 页共 10 页

BECKHOFF 以下功能： - 启动及组态：分析 XML-File（由组态工具生成），并依此对网络进行配置 - 发送和接收从网络适配器传送的未经处理的以太网帧 - 管理 EtherCAT 从站状态 - 发布 EtherCAT 初始命令，该命令为主站到从站设备的多种状态传输而定义。 - 邮箱通讯 – CoE（CANopen over EtherCAT） – SoE（Servodrive Profile over EtherCAT） – EoE（Ethernet over EtherCAT） – FoE（File Access over EtherCAT） - 基于 EtherCAT 协议的 Canopen 通讯 - 基于 EtherCAT 协议的以太网通讯 - 集成了软件的虚拟交换机功能（延迟从 EtherCAT 网络接收到的 EtherCAT 通讯中的以太网信息。） - 循环过程数据通讯 – 分布式时钟状态机软件作为源代码发送并可根据具体的硬件环境（以太网控制器）加以调整，然后集成到实时环境中。 ET9300 | EtherCAT 从站样本代码 EtherCAT 从站采样代码是一个 ANSI C 源代码，支持 μC 和 SPI 接口。该代码是实施带处理器的EtherCAT 设备的开发基础。特征 – 在从站控制器中处理 EtherCAT 协议 – 扩展状态机处理 – 邮箱处理 – 协议处理，用于：第 7 页共 10 页

BECKHOFF – CoE（CANopen over EtherCAT） – FoE（File Access over EtherCAT） – EoE（Ethernet over EtherCAT） – SoE（Servodrive Profile over EtherCAT） –适应于各种变体的样本应用程序 EtherCAT 从站采样代码包含在 EtherCAT 评估套件 EL98xx 中。订货信息描述 EtherCAT 组态工具的使用授权 EtherCAT 主站样本代码的使用授权 EtherCAT 从站样本代码的使用授权（包含在 EtherCAT 评估套件中） ET9000 ET9200 ET9300 ET1902, ET1903 | Safety over EtherCAT 使用授权为了实现 EtherCAT 安全相关数据通讯，Beckhoff完全开放 Safety over EtherCAT 协议。该安全协议符合 IEC 61508 标准，可达到安全集成级别（SIL）3，通过了德国技术检验机构（TÜV）的认证。 EtherCAT 是单通道通讯系统。传输介质是一个“黑色通道”，不包括在安全审议内。因此，该安全协议也可通过其它通讯系统、干线或 WLAN 传输。可根据要求缩短传输周期，而不会影响残留差错概率。在 Safety over EtherCAT 主站和从站之间进行的安全数据周期性交换如同由一个看门狗监控的连接。一个主站可以建立并监控多个不同从站的连接。 Safety over EtherCAT 帧包含一个指令、通过CRC校验的安全过程数据和一个唯一接口 ID。一个最小帧长度为 6 byte，带 1 byte 安全过程数据。最大帧长度由从站所需的过程数据数量决定。协议无最大长度限制。使用该授权可以在设备内执行 Safety over EtherCAT 协议。它们是一般性使用授权，和数第 8 页共 10 页

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