基于AM3358處理器的EtherCAT主站研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、面對(duì)不斷擴(kuò)大的生產(chǎn)規(guī)模、日益復(fù)雜的生產(chǎn)工藝。傳統(tǒng)的工業(yè)總線如WorldFip、CC-Link(Control&Communication Link)、CAN(Controller Area Network)、Devicenet等已無(wú)法滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)需求。EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology)作為目前最高速的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)。由于其高帶寬利用率，低堆棧延遲、低交換機(jī)延遲

2、，使用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，近些年被廣泛應(yīng)用在智能機(jī)器人、高速數(shù)控機(jī)床等運(yùn)動(dòng)控制中。因此深入研究EtherCAT協(xié)議，開(kāi)發(fā)、擴(kuò)展EtherCAT功能，對(duì)于實(shí)現(xiàn)工業(yè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的建立，以實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)的快速采集有及其重要的意義。但是目前EtherCAT仍處于發(fā)展初期，一些功能不太完善，需要不斷開(kāi)發(fā)新型功能以適應(yīng)不斷發(fā)展的工業(yè)生產(chǎn)。
　　該文對(duì)EtherCAT協(xié)議的開(kāi)發(fā)主要做了以下研究工作：
　?。?）設(shè)計(jì)主站與主站之間通信新協(xié)議
　　為滿

3、足EtherCAT主站與主站之間的通信，進(jìn)一步擴(kuò)展EtherCAT組網(wǎng)功能，在不影響原有主站與從站通信功能情況下，設(shè)計(jì)了支持主站與主站之間通信的新協(xié)議，擴(kuò)充IgH開(kāi)源驅(qū)動(dòng)功能，在AM3358處理器硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了EtherCAT主站與主站的通信。該文分別在實(shí)時(shí)RT-Preempt Linux系統(tǒng)和原生Linux系統(tǒng)中對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明該方案運(yùn)行穩(wěn)定且可以滿足主從、主主之間相互通信，滿足了工業(yè)組網(wǎng)需求。
　?。?）提出解決

4、EtherCAT主站協(xié)議棧熱插拔問(wèn)題的方法
　　針對(duì)EtherCAT主站協(xié)議棧無(wú)法在線更換損壞從站、無(wú)法在線增加從站模塊的問(wèn)題，提出了一種解決EtherCAT主站協(xié)議棧熱插拔問(wèn)題的方法。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基于Xenomai硬實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，通過(guò)在內(nèi)核層擴(kuò)充原生IgH開(kāi)源驅(qū)動(dòng)、在應(yīng)用層設(shè)計(jì)EtherCAT數(shù)據(jù)處理構(gòu)架，實(shí)現(xiàn)了EtherCAT熱插拔功能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法打破了之前EtherCAT主站協(xié)議棧只能依靠冗余來(lái)保證系統(tǒng)穩(wěn)定的設(shè)計(jì)方案，