EtherCAT数据直接使用以太网数据帧传输,数据帧使用帧类型0x88A4。EtherCAT数据包含2个字节的数据头和44~1498字节的数据。数据区由一个或多个EtherCAT子报文组成,每个子报文对应独立的设备或者从站存储区域。
帧结构定义
每个EtherCAT子报文包括子报文头、数据域和相应的工作计数器(WKC,Working Counter)。WKC记录了子报文被从站操作的次数,主站为每个通信服务子报文设置预期的WKC。
子报文结构定义:
可以使用UDP/IP协议格式传输EtherCAT数据,使用UDP端口0x88A4
EtherCAT通信由主站发送EtherCAT数据帧读写从站设备的内部存储区来实现,EtherCAT报文使用多种寻址方式操作ESC内部存储区,实现多种通信服务。段内寻址可以使用两种方式:设备寻址和逻辑寻址。
网络寻址模式:
EtherCAT网段寻址有两种方式:
(1)直连模式
一个EtherCAT网段直接连到主站设备的标准以太网端口,此时,主站使用广播MAC地址,EtherCAT数据帧如下:
EtherCAT网段寻址地址内容:
(2)开放模式
EtherCAT网段连接到一个标准以太网交换机上,此时,一个网段需要一个MAC地址,主站发送的EtherCAT数据帧中的目的地址是它所控制的网段的MAC地址。EtherCAT网段内的第一个从站设备有一个ISO/IEC 8802.3的MAC地址,这个地址表示了整个网段,这个从站称为段地址从站,它能够交换以太网帧内的目的地址和源地址区。如果EtherCAT数据帧通过UDP传送,这个设备也会交换源和目的IP地址、以及源和目的UDP端口号,使响应的数据帧完全满足UDP/IP协议标准
开放模式下EtherCAT网段寻址地址内容:
逻辑寻址和FMMU
逻辑寻址方式有现场总线内存管理单元(FMMU,Fieldbus Memory Management Unit)实现,FMMU功能位于每一个ESC内部,将从站本地物理存储地址映射到网段内逻辑地址。
FMMU单元由主站设备配置,并在数据链路启动过程中传送给从站设备,每个FMMU单元需要以下配置信息:数据逻辑位起始地址、从站物理内存起始地址、位长度、表示映射方向(输入或输出)的类型位,从站设备内的所有数据都可以按位映射到主站逻辑地址。
FMMU配置示例:
EtherCAT通信服务命令: