工业实时EtherCAT通讯协议开发(3)
1.2 EtherCAT的特点
EtherCAT[ ](Ethernet for Control Automation Technology)是于2003年山德国BECKHOFF自动化公司提出的一种开放性实时工业以太网解决方案，在linux系统下有源代码下载，它是一个传输效率高、实时性和同步性能都非常好的系统。EtherCAT一般分为主站和从站两部分,[ ] EthercAT的主站可以使用一般的PC，从站需要有特殊的硬件支持。EthercAT的主要特点如下：
（1）适应范围广Ethercat主站对于硬件方面没有什么太高要求，只要是带有以太网控制器的处理器都能作为主站设施，处理器可以是PC或小型的16位处理器，其对计算机无特殊要求，因此应用比较普遍。
（2）完全符合以太网标准 EtherCAT就是在以太网设备的基础上进行的
（3）不需要子网 EtherCAT从站简单，复杂的带有处理器的伺服驱动设备或2位的I/O节点都可以作从站
（4）高效率 EtherCAT在数据传输过程中几乎没有宽带浪费
（5）刷新周期短 最小每隔100us它可以进行一次反馈数据的更新[ ] [ ] [ ]
（6）同步性非常好 根据从站上的时钟计时器，在主从之间数据同步上可以达到小于1us
1.3 国内外研究现状
1.4 主要研究内容
研究的问题：了解EtherCAT在公司、企业上的各种应用以及EtherCAT与之其他通讯协议相比所具有的优势，EtherCAT在实现上能达到确定性与实时性，在工业级基础上要到达安全性与可靠性这些性能所需要的的技术与硬件支持，熟悉EtherCAT数据报文的格式，还有数据在主站与从站之间的发送与接收过程，阅读主从站相关源代码，对EtherCAT通讯协议的开发有一定的理解。熟悉EtherCAT技术的发展现状及现有技术，能够设计开发基于Linux的EtherCAT驱动程序 ，自行调试、实验及测试，分析结果，验证正确性。通过对工业实时EtherCAT通讯协议的研究与开发，达到能够熟悉Linux系统下程序开发方法和流程。对于嵌入式系统开发和嵌入式实时操作系统有一定的认识。熟悉EtherCAT通讯协议，并设计基于Linux的EtherCAT驱动程序。
研究方法：通过上网查找文献逐步深入了解EtherCAT的发展以及它在工业领域的应用，然后从EtherCAT协议本身出发，EtherCAT由主从站构成，主从站之间的通信过程以及如何实现的传输文件的实时性与确定性，查找有关EtherCAT数据帧格式等等。当了解深入以后可以尝试编写有关EtherCAT通讯代码，通过实验进一步熟悉与了解主从站之间的通信过程，最后做相关总结，得出实验过程所学习和体会到的有关EtherCAT通讯。
2 EtherCAT通讯协议研究
2.1 工业以太网
随着互联网技术的不断发展，它在世界上运用的范围愈来愈广泛，小到我们的生活，它的影响也是越来越大，特别是工业以太网的出现，它为公司和企业部门提供了更加好的一种自动化管理模式。不仅是今天的办公室领域所用到企业内部网，外部互联网，以及国际互联网(Internet)得到了非常广泛应用，而且在生产和过程自动化也起着非常重要的作用。以太网的发展速度也是越来越快了，现在的通信方式一般都具有全双的，即可以同时收发信息数据。我们可以一般采取分析客户需求来具体决定哪种性能的以太网将更为适合（考虑性能、成本、环境等各种因素组合）。由于它具备通用的兼容性因此用户随时可以进行新技术的升级。
工业以太网是运用在工业领域的以太网技术，在技术上是与普通以太网兼容的，但是对于应用中的产品却又有着很大的不同。现在基本上所有的普通商用以太网的产品对于现场级工业控制是不能胜任的，他们在产品的强度、材质的选用、实时性以及适应性、可靠性、抗干扰性、本质安全性、可互操作性等方面不能满足工业现场的需要[ ] [ ]。所以为了满足工业上各个方面的需求我们必须选择工业以太网来进行通信。那么工业以太网的优越性体现在哪些方面呢？