EtherCATEoE原理
EoE(Ethernet over EtherCAT)是一种允许使用打印机、相机或PC 等标准以太网设备在EtherCAT 网络中传输标准以太网数据的技术。第三方设备向EtherCAT主站传输的EoE数据帧通过EtherCAT协议透明传输。通过EoE技术,EtherCAT网络对以太网设备完全透明,实时特性不会受到影响。
支持EoE 的EtherCAT 从站设备的性能和内存容量通常仅限于可以处理连续以太网帧的水平。因此,EtherCAT主站的交换机应避免通过EoE并行发送多个以太网帧。
默认情况下,操作系统自带的TCP/IP协议站计算通过网卡发送的所有帧的校验和(CRC)。但有时网卡会更改这些设置并计算CRC,从而减轻CPU 的负载。此功能可能会导致TCP/IP 协议站在使用EoE 时生成无效帧。 TCP/IP数据帧从EtherCAT主站路由到以太网设备,网卡设备无法创建有效的校验和。数据帧被连接的以太网设备损坏。为了让EoE在主机端正常工作,需要对网卡部分进行一些针对性的修改。
EoE 的一个典型应用案例是电机驱动器调试和监控软件。传统的电机驱动器调试软件通过串口或其他端口单独配置或调试电机驱动器参数。支持EoE功能后,电机驱动器无需额外接线。电机驱动器的EtherCAT网络负责控制通信以及配置和诊断。调试软件采用TCP/IP协议,通过EtherCAT主站的路由,将设置或调试指令传输给电机驱动器。
从上面的介绍可以总结出,一个完整的EoE系统应该包含三部分:上位机操作系统、EtherCAT主站网关、支持EoE的从站模块。通常,支持EoE的从站模块是设备供应商提供的标准产品。因此,我们更加注重上位机操作系统和EtherCAT主站网关的环境建设。
对从站的要求
需要从站支持
?邮箱协议Ethernet over EtherCAT (EoE)
?IP堆栈
?TCP/UDP
- EtherCAT主网关虚拟交换机
EtherCAT主站集成的以太网虚拟交换机功能负责将上层操作系统处理后的IP协议站以太网数据帧路由到从站设备。虚拟交换机的功能与标准第2 层以太网交换机的功能相同。
-主机系统的EoE端点
主机操作系统处理EoE 接口。 EoE Endpoint通过处理上位机的网卡驱动程序和系统接口,将前面介绍的TCP/IP数据帧封装成可由EtherCAT主站Switch处理的以太网数据。 EtherCAT主站接收EoE Endpoint传输的数据,并可以将其作为标准以太网网络接口进行处理。
Acontis凭借大量的EtherCAT客户现场应用经验和客户现场测试,将稳定可靠的EoE Switch功能集成到acontis EtherCAT主站解决方案EC-Master中。同时,为了配合EC-Master EtherCAT主站EoE Switch的正常运行,上位机还提供了EoE Endpoint SDK、EoE Gateway以及网络配置工具集成调试等多种解决方案。
AcontisEC-MasterEoE 端点解决方案
1) EoE端点SDK
EoE Endpoint SDK 是一款带有Windows 网络驱动程序和RAS 功能的EoE Endpoint 开发套件。该开发套件是基于RAS客户端支持的EoE Endpoint API。功能集成Windows EoE TAP适配器并创建虚拟网络接口。调用和创建完成后,第三方工具就可以使用TCP/IP与从设备进行通信。
通过使用EoE Endpoint API,用户应用程序和EoE Endpoint可以集成到同一个主机应用程序中,并且可以通过单个应用程序完成Windows驱动程序配置和虚拟网络驱动程序等操作。
EoE端点API完全集成到Acontis EC-Engineer配置和诊断工具中,通过EC-Engineer可以实现完整的EoE调试通信链路。
2)AcontisEoEgateway第三方工具解决方案
在主站内核中,“虚拟以太网交换机”实现从站设备与RAS客户端中实现的“EoE端点”之间的以太网数据传输和路由功能。使用Windows 操作系统上的“EoE 端点网络驱动程序”接口并创建虚拟网络接口。
EC-EoE 网关是一个辅助应用程序。当不调用EoE Endpoint API的普通应用程序想要在Windows系统和运行EC-Master的控制器之间实现EoE通信时,EC-EoE网关可以直接在Windows系统上运行。实现EoE端点功能。