1、工業(yè)自動(dòng)化和工廠智能化對(duì)原有的總線系統(tǒng)提出了新的要求。傳統(tǒng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線存在速度慢、布線復(fù)雜、兼容性差等諸多問(wèn)題，受制于系統(tǒng)先天缺陷，很難通過(guò)升級(jí)換代來(lái)解決。在此背景下德國(guó)倍福公司發(fā)布的EtherCAT孕育而生。它克服了傳統(tǒng)工業(yè)總線的缺點(diǎn)，具有連接簡(jiǎn)單、速率高、吞吐量大、經(jīng)濟(jì)可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)國(guó)際上主站開(kāi)發(fā)一般都是從倍福公司購(gòu)買(mǎi)源碼，在倍福公司認(rèn)證的硬件平臺(tái)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，這樣硬件成本高且受限于知識(shí)產(chǎn)權(quán)。本文實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)控制器板卡上的

2、的EtherCAT主站功能，從硬件平臺(tái)的搭建到軟件開(kāi)發(fā)均是根據(jù)行業(yè)公開(kāi)的標(biāo)準(zhǔn)自行研究，這樣就大大降低了購(gòu)買(mǎi)源碼的成本。
　　硬件層面，本文按照模塊化的思想，分別說(shuō)明了各個(gè)模塊的整體設(shè)計(jì)與電路實(shí)現(xiàn)。具體而言，本文選取ADI的BF533作為硬件構(gòu)成的處理核心。再根據(jù)BF533的EBIU存儲(chǔ)控制器來(lái)構(gòu)建外部存儲(chǔ)模塊，圍繞PLL時(shí)鐘控制搭建時(shí)鐘電路模塊，根據(jù)EtherCAT網(wǎng)絡(luò)通信的需求實(shí)現(xiàn)通信電路，此外為了保證以上模塊電路的正常工作設(shè)計(jì)

3、了電源模塊和外圍擴(kuò)展模塊。
　　軟件層面，本文先從層級(jí)結(jié)構(gòu)、幀格式、尋址方式、運(yùn)行原理等方面介紹了EtherCAT的基本原理。然后從五個(gè)基本功能模塊，實(shí)現(xiàn)了EtherCAT主站的數(shù)據(jù)鏈路層、物理層和應(yīng)用層子協(xié)議。其中網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)模塊連接了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，實(shí)現(xiàn)了對(duì)硬件網(wǎng)卡的識(shí)別與調(diào)用；通信原語(yǔ)模塊和核心功能模塊實(shí)現(xiàn)了基本通信功能，這部分屬于數(shù)據(jù)鏈路層；CANopen模塊實(shí)現(xiàn)了COE子協(xié)議，它和從站配置模塊同屬于應(yīng)用層?？紤]到主站程序