EtherCAT

EtherCAT乙太網控制自動化技術)是一個開放架構,以乙太網為基礎的現場總線系統,其名稱的CAT為控制自動化技術(Control Automation Technology)字首的縮寫。EtherCAT是確定性的工業以太網,最早由德國的Beckhoff公司研發。

在EtherCAT網路中,當資料帧通過EtherCAT節點時,節點會複製資料,再傳送到下一個節點,同時識別對應此節點的資料,則會進行對應的處理,若節點需要送出資料,也會在傳送到下一個節點的資料中插入要送出的資料。每個節點接收及傳送資料的時間少於1微秒,一般而言只用一個帧的資料就可以供所有的網路上的節點傳送及接收資料。

通訊協定
EtherCAT通訊協定是針對程序資料而進行優化,利用標準的IEEE 802.3以太網幀傳遞,Ethertype為0x88a4。其資料順序和網站上設備的實體順序無關,定址順序也沒有限制。主站可以和從站進行廣播及多播等通訊。若需要IP路由,EtherCAT通訊協定可以放入UDP/IP資料包中。

性能
EtherCAT的週期時間短,是因從站的微處理器不需處理乙太網的封包。所有程序資料都是由從站控制器的硬體來處理。此特性再配合EtherCAT的機能原理,使得EtherCAT可以成為高性能的分散式I/O系統:包含一千個分散式數位輸入/輸出的程序資料交換只需30us。Safety over EtherCAT有通過IEC 61508的認證,符合安全完整性等級(SIL)3的要求。自2005年起已有使用Safety over EtherCAT的產品上市。

實現
EtherCAT主站可以用軟體,在標準的乙太網MAC中實現。許多供應商有提供在不同作業系統下的程式碼,也有許多開源軟體或共享軟體。EtherCAT從站需要特殊的EtherCAT從站控制器,才能實現飛速傳輸(processing on the fly)的技術。EtherCAT從站控制器可以用FPGA來實現,且已有現成的代碼,此控制器也可以用ASIC來實現。

參考資料
其他參考資料
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外部連結
*[http://www.ethercat.org EtherCAT Technology Group]
*[http://www.ethercat.org.cn EtherCAT Technology Group China]

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