Appearance
IgH EtherCAT 主站协议栈
IgH EtherCAT Master 是 EtherLab 提供的开源 EtherCAT 主站实现。本工程 SylixOS_IgH 基于 IgH 官方 Release 版本移植，当前适配版本为 1.6.3，面向 SylixOS 提供 EtherCAT 主站内核模块、实时以太网驱动、用户态开发库、命令行工具和伺服电机演示程序。
EtherCAT 是面向工业自动化的实时以太网技术，典型用于伺服控制、分布式 I/O、运动控制、机器人、测试测量和工业现场总线替代等场景。它以标准以太网帧为基础，通过主站周期性收发过程数据，实现高实时性和高同步精度的现场设备通信。
代码仓库：SylixOS_IgH
工程组成
SylixOS_IgH 仓库可编译生成以下组件：
| 组件 | 说明 |
|---|---|
ec_master.ko | EtherCAT 主站内核模块，负责主站状态机、从站扫描、过程数据调度和邮箱协议处理 |
ec_generic.ko | 通用实时以太网驱动，用于将指定网卡接入 EtherCAT 主站 |
libethercat.so | EtherCAT 应用开发库，提供 ECRT 用户态 API |
ethercat | EtherCAT 命令行工具，用于查询主站、从站、PDO、SDO、域等信息 |
ec_motor_demo / servo_motor_demo | 基于 CoolDriver Smart7 伺服驱动器的演示程序 |
/etc/ec_master.conf | 主站配置文件，指定主站网卡 MAC 和调试等级 |
核心能力
当前 SylixOS IgH 移植版本具备以下能力：
- 支持 EtherCAT 主站功能。
- 支持多个从站扫描、状态监控和过程数据交换。
- 支持 CoE（CANopen over EtherCAT），可进行 PDO/SDO 配置和访问。
- 支持 EoE（Ethernet over EtherCAT），可为 EoE 从站创建虚拟网络接口。
- 提供
libethercat.so，支持用户态实时应用通过 ECRT API 开发 EtherCAT 控制程序。 - 提供
ethercat命令行工具，用于主站诊断、从站查看、SDO 上传/下载等调试操作。 - 提供伺服电机 Demo，可用于快速验证 CoolDriver Smart7 类伺服驱动器。
EtherCAT 通信模型
EtherCAT 网络通常由一个主站和多个从站组成。主站周期性发送以太网帧，帧经过每个从站时，从站在报文经过过程中读取属于自己的输出数据，并写入输入数据。该机制降低了多节点通信开销，适合周期性实时控制。
text
EtherCAT Master ──► Slave 1 ──► Slave 2 ──► Slave 3 ──► ... ──► Master常见数据类型：
| 类型 | 说明 |
|---|---|
| Process Data | 周期性过程数据，例如数字量 I/O、模拟量、伺服控制字、位置、速度等 |
| PDO | Process Data Object，用于描述周期过程数据映射 |
| SDO | Service Data Object，用于访问对象字典，常用于参数配置和诊断 |
| Domain | IgH 中的过程数据域，可将一组 PDO 映射到连续内存区域进行周期交换 |
| DC | Distributed Clocks，分布式时钟，用于高精度同步多个从站 |
典型工作流
IgH 主站应用通常包含两个阶段：初始化配置和周期运行。
初始化阶段
- 通过
ecrt_request_master()请求主站。 - 通过
ecrt_master_create_domain()创建过程数据域。 - 通过
ecrt_master_slave_config()获取从站配置句柄。 - 通过
ecrt_slave_config_pdos()配置 PDO 映射。 - 通过
ecrt_domain_reg_pdo_entry_list()注册 PDO entry 到过程数据域。 - 如需 DC，同步配置参考时钟和从站时钟。
- 通过
ecrt_master_activate()激活主站。 - 通过
ecrt_domain_data()获取过程数据内存指针。
周期运行阶段
- 调用
ecrt_master_receive()接收主站数据。 - 调用
ecrt_domain_process()处理域数据。 - 从过程数据内存读取输入 PDO。
- 根据控制算法写入输出 PDO。
- 调用
ecrt_domain_queue()将域数据入队。 - 调用
ecrt_master_send()发送 EtherCAT 帧。
如果使用 DC，同步周期中通常还会调用 ecrt_master_application_time()、ecrt_master_sync_reference_clock_to() 和 ecrt_master_sync_slave_clocks()。