原创 EtherCAT研讨会资料

昨天参加了EtherCAT研讨会，有不少收获。所以将研讨会的资料共享给大家。

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EtherCAT 是一项高性能、低成本、应用简易、拓扑灵活的工业以太网技术。它于2003 年被引入市场，并于 2007年成为国际标准。EtherCAT 技术协会（EtherCAT Technology Group，ETG）推广 EtherCAT 技术，并负责对该项技术的持续研发。EtherCAT 也是一项开放的技术：允许任何人实施或应用。

运行机制
EtherCAT 的关键工作原理在于其节点如何处理以太网数据帧：在数据帧向下游传输的过程中，每个节点读取寻址到该节点的数据，并将它的反馈数据写入数据帧。这种传输方式改善了带宽利用率，使得每个周期通常用一个数据帧就足以实现数据通信，同时，网络不再需要使用交换机或集线器。

网络性能
EtherCAT 处理帧的独特方式使得它成为最快的工业以太网技术；没有任何其他技术能获得比 EtherCAT 更高的带宽利用率或相应的性能。

灵活的拓扑
除了其速度优势以外，一个 EtherCAT 网络最多可支持 65,535 个设备，而不受在拓扑结构中放置位置的限制：线型、总线型、树型、星型——或任意组合。快速以太网物理层允许两个设备最大间距 100 米（330 英尺），采用光纤则可获得更远的间距。EtherCAT 也有其他方面的特点，可以提供进一步的拓扑灵活性，如设备的热连接、热插拔，以及通过环网实现的冗余。

多功能型
EtherCAT 适用于集中式和分散式的系统结构。它可以支持主站-从站，主站-主站，和从站-从站，以及包含下级现场总线的通信。在工厂层，通信由 EtherCAT 自动化协议（EtherCAT Automation Protocol） 覆盖——完全基于现有的网络基础架构。

使用简单
相比于传统的现场总线系统，EtherCAT是显而易见的选择：节点地址可被自动设置，无需网络调试，集成的诊断信息可精确定位错误。即使具有这些优势，EtherCAT却比其他的工业以太网技术使用更加简单：无需配置交换机，无需处理复杂的 MAC 或IP 地址。

成本低廉
EtherCAT 以现场总线的成本提供工业以太网的全部优势。这是如何实现的呢？首先，EtherCAT 不需要任何有源基础设施组件。主站设备无需特殊插卡，从站设备使用可以由多个供应商提供的高集成度低成本的芯片。此外，无需昂贵的 IT 专家进行网络调试或系统维护。

工业以太网
EtherCAT 也支持常用的因特网技术，却并不影响网络的实时性能。 “Ethernet over EtherCAT”协议可以传输 FTP、http 和 TCP/IP。

功能性安全
“Safety over EtherCAT”如同 EtherCAT本身——精炼而高速。功能性安全直接建立在总线中，可以选择集中式或分散式的安全逻辑。由于使用“黑色通道”(“Black-Channel”)的方法，它同样适用于其他总线系统。

开放的技术
EtherCAT 是一项国际标准化的开放技术，这意味着任何人都能以兼容方式免费使用该技术。但是，作为一项开放的技术并不意味着任何人可以肆意修改 EtherCAT以满足他/她的需求，否则会丧失其互操作性。EtherCAT 技术协会，全球最大的现场总线组织，负责未来 EtherCAT 的研发，因此该技术仍保有开放性和互操作性。

久经考验
EtherCAT 目前在全球无可比拟的广泛领域有各种应用。EtherCAT 广泛应用于机器控制、测量设备、医疗设备、汽车和移动设备以及无数的嵌入式系统中。