基于工業(yè)以太網(wǎng)的運動控制器在工業(yè)機器人、數(shù)控機床和機電一體化加工和測試設備中獲得了廣泛應用。由于以太網(wǎng)通信速度快、數(shù)據(jù)量大等特點使運動控制性能得到了極大的提升。EtherCAT（Ethernet for Control Automation Technology）技術（也稱為以太網(wǎng)現(xiàn)場總線）是德國BECKHOFF公司提出的實時工業(yè)以太網(wǎng)技術，它基于標準的以太網(wǎng)技術，具備靈活的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構，系統(tǒng)配置簡單，具有高速、高有效數(shù)據(jù)率等特點，其有效數(shù)據(jù)率可達90%以上，全雙工特性完全得以利用。本文設計和實現(xiàn)了基于EtherCAT的伺服控制器從站，每個從站可以最多控制8個伺服軸。

1           EtherCAT技術介紹

1.1  EtherCAT系統(tǒng)組成和工作原理

    EtherCAT采用主從式結(jié)構，主站PC機采用標準的100Base-TX以太網(wǎng)卡，從站采用專用芯片。系統(tǒng)控制周期由主站發(fā)起，主站發(fā)出下行電報，電報的最大有效數(shù)據(jù)長度為1498字節(jié)。數(shù)據(jù)幀遍歷所有從站設備，每個設備在數(shù)據(jù)幀經(jīng)過時分析尋址到本機的報文，根據(jù)報文頭中的命令讀入數(shù)據(jù)或?qū)懭霐?shù)據(jù)到報文中指定位置，并且從站硬件把該報文的工作計數(shù)器（WKC）加１，表示該數(shù)據(jù)被處理。整個過程會產(chǎn)生大約10ns的時間延遲^[1]。數(shù)據(jù)幀在訪問位于整個系統(tǒng)邏輯位置的最后一個從站后，該從站把經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)幀做為上行電報直接發(fā)送給主站。主站收到此上行電報后，處理返回數(shù)據(jù)，一次通信結(jié)束。系統(tǒng)結(jié)構原理圖如圖1所示：

EtherCAT支持幾乎所有的拓撲類型，包括線型、樹型、星型等，其在物理層可使用100BASE-TX雙絞線、100BASE-FX光纖或者 LVDS（Low Voltage Differential Signaling,

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