Etherlab-1.5.2.pdf

发布时间：2022-05-30 发布人：admin 分类：说明书资料大小：3.07M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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1 The IgH EtherCAT Master

1.1功能摘要

1.2许可证

2 结构

2.1 主站模块

2.2 主站阶段

2.3过程数据

3.应用层接口

3.1主站配置

3.1.1从站配置

3.2循环运行

3.3 VoE处理程序

3.4并发主站访问

3.5分布式时钟

4.以太网设备

4.1网络驱动程序基础

4.2本地EtherCAT设备驱动程序

4.3通用EtherCAT设备驱动程序

4.4提供以太网设备

4.5冗余

4.6 EtherCAT设备接口

4.7修补本机网络驱动程序

5状态机

5.1状态机原理

5.2主站的状态模型

5.3主站状态机

5.4从机扫描状态机

5.5从站配置状态机

5.6状态改变状态机

5.7 SII状态机

5.8 PDO状态机

6邮箱协议实现

6.1 Ethernet over EtherCAT (EoE)

6.2 CANopen over EtherCAT (CoE)

6.3 Vendor specific over EtherCAT (VoE)

6.4 Servo Profile over EtherCAT (SoE)

7 用户空间接口

7.1命令行工具

7.1.1字符设备

7.1.2设置别名地址

7.1.3显示总线配置

7.1.4用C语言输出PDO信息

7.1.5显示过程数据

7.1.6设置主机的调试级别

7.1.7配置域

7.1.8 SDO访问

7.1.9 EoE统计

7.1.10通过EtherCAT进行文件访问

7.1.11创建拓扑图

7.1.12主站和以太网设备

7.1.13同步管理器，PDO和PDO条目

7.1.14寄存器访问

7.1.15 SDO字典

7.1.16 SII访问

7.1.17总线上的从站

7.1.18 SoE IDN访问

7.1.19请求应用层状态

7.1.20显示主站版本

7.1.21生成从站描述XML

7.2用户空间库

7.2.1使用库

7.2.2实施

7.2.3时间安排

7.3 RTDM接口

7.4系统集成

7.4.1初始化脚本

7.4.2 Sysconfig文件

7.4.3启动主站服务

7.4.4 Integration with systemd

7.5调试接口

8时间方面

8.0.1应用程序接口分析

8.0.2总线周期测量

9 安装

9.1 获取软件

9.2编译软件

9.3建立接口文件

9.4安装软件

9.5自动创建设备节点

仅学习自用，禁止商业行为

目录 1 The IgH EtherCAT Master..................................................................................................................... 6 1.1 功能摘要..................................................................................................................................... 6 1.2 许可证......................................................................................................................................... 8 2 结构........................................................................................................................................................9 2.1 主站模块.................................................................................................................................. 11 2.2 主站阶段.................................................................................................................................. 12 2.3 过程数据................................................................................................................................... 12 3. 应用层接口.........................................................................................................................................15 3.1 主站配置................................................................................................................................... 15 3.1.1 从站配置........................................................................................................................16 3.2 循环运行................................................................................................................................... 17 3.3 VoE 处理程序...........................................................................................................................17 3.4 并发主站访问........................................................................................................................... 18 3.5 分布式时钟............................................................................................................................... 19 4. 以太网设备.........................................................................................................................................21 4.1 网络驱动程序基础................................................................................................................... 21 4.2 本地 EtherCAT 设备驱动程序.................................................................................................23 4.3 通用 EtherCAT 设备驱动程序.................................................................................................24 4.4 提供以太网设备....................................................................................................................... 25 4.5 冗余........................................................................................................................................... 26 4.6 EtherCAT 设备接口..................................................................................................................26 4.7 修补本机网络驱动程序........................................................................................................... 26 5 状态机...................................................................................................................................................28 5.1 状态机原理............................................................................................................................... 29 5.2 主站的状态模型....................................................................................................................... 30 5.3 主站状态机............................................................................................................................... 34 5.4 从机扫描状态机....................................................................................................................... 34 5.5 从站配置状态机....................................................................................................................... 37 5.6 状态改变状态机....................................................................................................................... 37 5.7 SII 状态机................................................................................................................................. 40 5.8 PDO 状态机.............................................................................................................................. 40 6 邮箱协议实现.......................................................................................................................................44 6.1 Ethernet over EtherCAT (EoE)................................................................................................. 44 6.2 CANopen over EtherCAT (CoE).............................................................................................. 47 6.3 Vendor specific over EtherCAT (VoE)..................................................................................... 48 6.4 Servo Profile over EtherCAT (SoE)..........................................................................................48 7 用户空间接口......................................................................................................................................49 7.1 命令行工具............................................................................................................................... 49 7.1.1 字符设备........................................................................................................................49 7.1.2 设置别名地址................................................................................................................50 7.1.3 显示总线配置................................................................................................................51 7.1.4 用 C 语言输出 PDO 信息............................................................................................. 52 7.1.5 显示过程数据................................................................................................................52

7.1.6 设置主机的调试级别....................................................................................................53 7.1.7 配置域............................................................................................................................53 7.1.8 SDO 访问.......................................................................................................................54 7.1.9 EoE 统计........................................................................................................................55 7.1.10 通过 EtherCAT 进行文件访问................................................................................... 56 7.1.11 创建拓扑图..................................................................................................................57 7.1.12 主站和以太网设备......................................................................................................57 7.1.13 同步管理器，PDO 和 PDO 条目...............................................................................57 7.1.14 寄存器访问..................................................................................................................57 7.1.15 SDO 字典.....................................................................................................................58 7.1.16 SII 访问........................................................................................................................58 7.1.17 总线上的从站..............................................................................................................58 7.1.18 SoE IDN 访问.............................................................................................................. 58 7.1.19 请求应用层状态..........................................................................................................58 7.1.20 显示主站版本..............................................................................................................58 7.1.21 生成从站描述 XML....................................................................................................59 7.2 用户空间库............................................................................................................................... 59 7.2.1 使用库............................................................................................................................59 7.2.2 实施................................................................................................................................60 7.2.3 时间安排........................................................................................................................60 7.3 RTDM 接口...............................................................................................................................61 7.4 系统集成................................................................................................................................... 61 7.4.1 初始化脚本....................................................................................................................61 7.4.2 Sysconfig 文件...............................................................................................................62 7.4.3 启动主站服务................................................................................................................62 7.4.4 Integration with systemd................................................................................................ 63 7.5 调试接口................................................................................................................................... 64 8 时间方面...............................................................................................................................................66 8.0.1 应用程序接口分析................................................................................................................ 66 8.0.2 总线周期测量........................................................................................................................ 67 9 安装......................................................................................................................................................69 9.1 获取软件.................................................................................................................................. 69 9.2 编译软件................................................................................................................................... 69 9.3 建立接口文件........................................................................................................................... 72 9.4 安装软件................................................................................................................................... 72 9.5 自动创建设备节点................................................................................................................... 74

约定使用以下排版惯例： •斜体字用于新引入的术语和文件名。 •打字机面用于代码示例和命令行输出。 • 黑体字用于命令行中的用户输入。数据值和地址通常指定为十六进制值。这些是以 C 编程语言样式标记，前缀为 x（例如： 0x88A4）。除非另有说明，否则地址值指定为字节地址。函数名总是用括号打印，但不带参数。所以，如果函数 ecrt_request_master（）有空括号，这并不意味着它没有参数。如果必须输入 shell 命令，则会显示一个美元符号提示： $ 此外，如果必须将 shell 命令输入为超级用户，则提示为网格号： #

1 The IgH EtherCAT Master 本章介绍有关 EtherCAT 主站的一些常规信息。 1.1 功能摘要下面的列表简要介绍了主要功能。 •设计为 Linux 2.6 / 3.x 的内核模块。 •根据 IEC 61158-12 [2] [3]实施。 •带有支持 EtherCAT 的本地驱动程序，可用于几种常见的以太网芯片，以及用于 Linux 内核支持的所有芯片的通用驱动程序。 –本机驱动程序操作硬件时不会中断。 –可以轻松实现用于其他以太网硬件的本机驱动程序使用主机提供的通用设备接口（请参见第 4.6 节）模块。 –对于任何其他硬件，可以使用通用驱动程序。它使用较低的 Linux 网络堆栈的各个层。 •主站模块支持并行运行的多个 EtherCAT 主站。 •主代码通过其独立体系结构支持任何 Linux 实时扩展。 – RTAI [11]（包括通过 RTDM 的 LXRT），ADEOS，RT-Preempt [12]，Xenomai（包括 RTDM）等。 –即使没有实时扩展，它也可以很好地运行。 •想要使用 EtherCAT 的应用程序的通用“应用程序接口”功能（请参阅第 3 章）。 •引入了域，以允许将过程数据传输与不同的从属组和任务时段进行分组。 –处理具有不同任务期限的多个域。 –自动计算过程数据映射，FMMU 和同步管理器每个域中的配置。 •通过多个有限状态机进行通信 –拓扑更改后自动进行总线扫描。 –运行期间的总线监视。 –在运行期间自动重新配置从站（例如在电源故障后）。 •分布式时钟支持（请参阅第 3.5 节）。

–通过应用程序接口配置从站的 DC 参数。 –分布式从属时钟与参考时钟的同步（偏移和漂移补偿）。 –参考时钟与主时钟的可选同步，或者相反。 •通过 EtherCAT（CoE）的 CANopen – SDO 上传，下载和信息服务。 –通过 SDO 进行从站配置。 –从用户空间和应用程序进行 SDO 访问。 •EtherCAT 上的以太网（EoE） –通过虚拟网络接口透明地使用 EoE 从站。 –本机支持交换式或路由式 EoE 网络体系结构。 •通过 EtherCAT（VoE）特定于供应商 –通过 API 与供应商特定的邮箱协议进行通信。 •通过 EtherCAT（FoE）进行文件访问 –通过命令行工具加载和存储文件。 –更新从站的固件很容易 •通过 EtherCAT（SoE）的伺服配置文件 –根据 IEC 61800-7 [16]实施。 –存储在启动期间写入从站的 IDN 配置。 –通过命令行工具访问 IDN。 –在运行时通过用户空间库访问 IDN。 •用户空间命令行工具“ ethercat”（请参阅第 7.1 节）–有关主站，从站，域和总线配置的详细信息。 –设置主机的调试级别。 –读/写别名地址。 –列出从站配置。 –查看过程数据。 – SDO 下载/上传；列出 SDO 字典。 –通过 FoE 加载和存储文件。 – SoE IDN 访问。 –访问从属寄存器。

–从站 SII（EEPROM）访问。 –控制应用层状态。 –从现有从站生成从站描述 XML 和 C 代码。 •通过符合 LSB 的无缝系统集成。 –通过 sysconfig 文件配置主设备和网络设备。 –用于主控制的初始化脚本。 – systemd 的服务文件。 •虚拟只读网络接口，用于监视和调试。 1.2 许可证该主代码是根据 GNU 通用公共许可证（GPL [4]）版本 2 的条款和条件发布的。邀请其他希望在 Linux 系统上使用 EtherCAT 的开发人员使用该主代码，甚至参与开发。。为了允许将用户空间应用程序与主应用程序接口静态链接（请参阅第 3 章），用户空间库（请参见第 7.2 节）已根据 GNU 通用公共许可协议（LGPL [5]）的条款和条件获得许可，2.1 版本。

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