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EtherCAT是一種實時工業以太網技術，其CAT為Control Automation Technology 即控制自動化技術的首字母縮寫，作為一個基于以太網構筑的現場總線系統，EtherCAT具有高速和低數據丟失率的特點，可以在傳輸達到100M速率的同時兼具低延時與同步的特點，在要求較高的實時網絡通信中是當前流行的重要工業總線。

EtherCAT硬件按功能一般可分為主站和從站，相較其他網絡通信技術，其從站可以快速接收和發送信息，提高整體通信效率。

EtherCAT主站在整個總線網絡拓撲的結構和功能中發揮主要作用，操作人員通常在主站設置與發布相應的需求和調度。主站軟件程序的平臺通用性與能否集成其他通訊協議，也就成為了自動化框架建立者在高標準、易交互與成本可控之間需要仔細衡量的關鍵指標。傳統上出于性能考慮，主站程序運行在RTlinux等非圖形化頁面的系統上，進而帶來了跨系統學習的培養成本。

盟通科技在現場總線方案領域擁有近十年的技術沉淀和落地經驗，面對國內現場總線需求逐年上升，而專精的網絡工程師又確實較少的客觀事實，推出了一個全面的EtherCAT主站軟件搭建方案——EC-Master。

EtherCAT產品開發矩陣示意圖

01 EC-Master協議棧是什么？

在介紹EtherCAT協議棧之前，我們需要先了解什么是協議棧。協議棧（Protocol stack），又稱協議堆疊，是計算機網絡協議套件的一個具體的軟件實現。簡單來說，協議棧就是計算機網絡中各層協議的總和，它形象地反映了一個網絡中文件傳輸的過程。

在協議套件中，每個協議通常都是為了一個特定的目的而設計的，這樣可以使得設計更容易。因為每個協議模塊通常都要和上下兩個其他協議模塊通信，它們通常可以想象成是協議棧中的層。最低級的協議總是描述與硬件的物理交互，而每個高級的層次則增加更多的特性。用戶應用程序只是處理最上層的協議。總的來說，客戶可以通過協議棧來減少開發流程提高開發效率。

EC-Master是一個旨在幫助有需求的用戶降低EtherCAT主站軟件開發難度的協議棧，該協議棧由ETG資深會員acontis和盟通科技所開發和代理，能在不同的嵌入式操作系統上運行：包含Linux（帶實時和不帶實時）、Windows? 7/8/10、VxWorks、QNX、RTX以及其他更多操作系統。為開發人員提供了更多的選擇。

EC-Master協議棧適配多款處理器，擁有豐富的功能與案例，可以使用多種編程語言來定制化地編輯內核庫與需要的功能。為進一步方便開發人員，EC-Master還可以通過對應的可視化模擬軟件工具和實時環境搭建工具來降低測試難度和提高可移植性能，可以說，EC-Master是盟通科技發行的一款廣受好評的軟件產品。

EC-Master產品結構圖

02 EC-Master具體功能有哪些？

EC-Master完全符合ETG基金會公布的ETG1500 EtherCAT主站規范，它已經可以覆蓋許多通用的Ether CAT主站的需求。但是EC-Master還包含了一些其他控制器、機械設備或自動化工廠使用EtherCAT技術時可能需要的其他功能。

ETG的1500規范定義了ClassA和ClassB這樣兩種類型的主站，二者功能EC-Master均可實現:

ClassA 標準的EtherCAT主站設備

功能

◆支持EtherCAT網絡信息（ENI）配置文件

◆支持檢查在啟動過程中對比原始配置和實際網絡

◆支持周期性的過程數據交換

◆支持CANopen over EtherCAT (CoE)協議：SDO的上傳和下載，SDO信息服務（訪問CANopen對象字典），緊急情況請求

◆支持Servo Profile over EtherCAT（SoE）協議

◆支持Ethernet over EtherCAT（EoE）協議（虛擬交換機）

◆支持從站與從站之間進行通信

◆支持Safety over EtherCAT（FSoE）從站

◆支持對從站的EEPROM和寄存器進行訪問

◆豐富的錯誤診斷和檢測功能

◆支持分布式時鐘（DC）模式同步

◆支持主站和網絡同步（DCM）

◆支持ADS over EtherCAT（AoE）郵箱協議

◆支持Transfer over EtherCAT（FoE）郵箱協議

◆支持Vendor over EtherCAT（VoE）郵箱協議

ClassB 最小化的EtherCAT主站設備

功能

◆支持EtherCAT網絡信息（ENI）配置文件

◆支持檢查在啟動過程中對比原始配置和實際網絡

◆支持周期性的過程數據交換

◆支持CANopen over EtherCAT (CoE)協議：SDO的上傳和下載，SDO信息服務（訪問CANopen對象字典），緊急情況請求

◆支持Servo Profile over EtherCAT（SoE）協議

◆支持Ethernet over EtherCAT（EoE）協議（虛擬交換機）

◆支持從站與從站之間進行通信

◆支持Safety over EtherCAT（FSoE）從站

◆支持對從站的EEPROM和寄存器進行訪問

◆豐富的錯誤診斷和檢測功能

除此之外，EC-Master還有諸如分幀處理、擴展同步、熱插拔、線纜冗余、主站冗余、EoE第三方擴展支持工具和UDP Mailbox網關支持等額外功能，這些額外功能進一步擴展了EC-Master的使用場景，更好地幫助了數據傳輸問題的解決。如有需要，可以與盟通科技聯系并進一步地了解更多信息。

03 EC-Master有什么優勢？

相較而言，EC-Master對于開源的主站軟件開發產品具有更好的穩定性和更多的功能。

EC-Master的主要優勢如下：

◆低CPU負載的同時保持高性能進而實現快速的更新速率

◆適用于多種操作系統

◆支持的CPU架構有x86（32 位和 64 位）、ARM（32 位和 64 位）和 PowerPC (PPC)

◆適用于 Intel、德州儀器、ST、Broadcom、Nvidia、Renesas、NXP、Xilinx 和 Infineon 等知名品牌供應商的許多處理器

◆可靠的售后服務，協助構建完成完整的系統集成方案與基于個性化的自定義控制系統

◆擁有大量且穩定的落地案例幫助用戶參考與使用：例如，EC-Master已部署于KUKA Robot Control以及 Yaskawa、Lenze 和 Omron 等控制器中并實現落地應用。

除了主要的優勢以外，EC-Master還有更全面的功能、多樣化的輔助工具和高性價比的價格等其他客觀優勢。具體場景與需求各不統一，如需了解更多針對性的方案與相關內容，歡迎大家聯系EC-Master的中國指定發行方——盟通科技。專業的技術和商務人員將快速對接各位有需要的朋友，協助EC-Master的落地與應用。

04 EC-Master的輔助工具有哪些?

盟通科技在大中華地區不僅代理發行EC-Master協議棧產品本身，也發行多款配套產品。

其中，EC-Win/LxWin是以解決EC-Master實時性需求作為目標的系統級實時解決方案，這個優秀的實時解決方案不僅幫助了對EtherCAT有實時性需求的用戶，也幫助了其他用戶在Windows系統額外添加實時性功能，通過可視化的管理工具協助客戶搭建實施應用環境，并提供了同步測試的功能，顯著降低了開發成本。

EC-Win實時性解決方案結構圖

同時，除EC-Win/LxWin解決方案外，在“以人為本，便于人機交互”的指導思想下，EC-Master開發人員同時開發與維護了多款可視化測試應用程序：

EC-Engineer——專業的EtherCAT網絡配置和診斷工具，EtherCAT從站僅需與運行EC-Engineer的Windows PC或者直接與主站協議棧控制系統相連接，就可以使用EC-Engineer在任何位置“離線”完成EtherCAT的配置工作，或在機器上連接真正的EtherCAT網絡實現"在線"操作。該軟件存在網頁版本——EC-Engineer Web方便用戶體驗。

EC-Engineer應用示意圖

EC-Simulator——高效的從站模擬仿真工具，EC-Simulator通過仿真EtherCAT從站設備進而實現虛擬化EtherCAT網絡，可以做到沒有真實的EtherCAT從站硬件的情況下同樣可以運行EtherCAT主站應用的效果。

EC-Simulator應用示意圖

EC-Inspector——可靠的EtherCAT通信分析軟件，EC-Inspector 是一款從外部分析和監控 EtherCAT 網絡數據幀的軟件工具。該程序可以獨立于主控制器使用，并且可以與任何制造商（Beckhoff，Omron，Bosch-Rexroth，Lenze，acontis等）的EtherCAT主站一起使用。EC-Inspector通過在主站與從站之間插入的TAP設備分析主站和EtherCAT從站之間的完整數據通信。