本文提出的原理和与EtherCAT的总线和总线的EtherCAT的主站的设计方案相关联的协议，通过研究的PowerPC处理器MPC5200和DSP信号处理器TMS320C6455，设计出EtherCAT主用该设备作为中央控制。的硬件站并完成MPC5200中主站协议软件的实现。时以太网; EtherCAT的; DSP; MPC5200; TP311文献代码：：A文章编号：从主站CLC数软件1009-3044（2013）16-3678-04施加到现场总线技术以太网技术分布式系统的发展必然趋势与传统现场总线相比，以太网现场总线具有刷新周期短，数据传输容量高，数据传输效率高，性能高等优点。同步。前使用的实时工业以太网技术包括EtherCAT技术，EtherNet / IPIP技术，以太网Powerlink技术，Modbus / TCP技术等。
[1-3]。方面的高传输速度，高效率的数据，灵活的网络拓扑结构的优势，简单，高性能的综合布线：EtherCAT的是由德国倍福自动化公司，德国公司，它具有以下优点开发硬件实现，这是当前工业以太网实时发展的趋势。来实时分布式控制系统的首选[4]。作原理和相关的Ethercat总线协议[5-6] Ethercat总线工作原理主站的硬件设计DSP单元的中央单元采用TMS320C6455 [9]协议。TI推出的高速信号处理器是1.2 GHz的最高工作频率。模块的主电路包括时钟，复位，JTAG调试接口，存储器，通信电路，模拟接收电路等。DSP主要用于实时复杂信号处理（如CNC多轴运动轨迹规划，实时插补算法，误差补偿，伺服滤波算法） ，操作结果通过FPGA传输到PowerPC控制的EtherCAT总线。储器电路主要包括DDR2存储器和FLASH和DSP存储器接口。DDR2存储器用于存储数据，FLASH存储器用于存储当前程序和重要的系统参数。拟接收电路在FPGA的控制下将外部输入模拟信号数字化，并将其发送到DSP以处理数据信号。信电路主要是千兆以太网接口电路。DSP集成了100/1000 Mb / s MAC控制器。部PHY芯片用于实现网络功能。兆网络主要用于设置和调试系统。FPGA单元的设计中，FPGA采用Altera公司的文档EP3C40F484 C8N，具有39600 LE和的1个兆位RAM资源，可提供超过300个输入和输出引脚和将更多的100个内部芯片。法器和四个PLL锁相环满足硬件设计要求。
FPGA被用来实现DSP和PowerPC的，它通过FPGA，其允许相应的数据发送到通过EtherCAT的每个单元将信息转发给每个总线控制单元的EtherCAT到DSP之间的双向数据交换FPGA。
外，FPGA还用于逻辑控制，提供模拟输入和输出信息，数字输入和输出信息以及DSP和PowerPC处理器的无缝连接。单元的PowerPC（MPC5200B）使用的PowerPC MPC5200B [7 8]，该装置是由飞思卡尔引入，以400MHz操作，为了提高程序的操作的速度的高性能的32位处理器。序，数据缓存和双精度浮点处理单元。于外部关键信号，有一个标准的片上中断管理单元。了实现设备与外部设备之间的通信，MPC5200B集成了100M以太网控制器，两个CAN总线控制器和多个串行端口控制器。单元由MPC5200B，时钟电路，复位电路，JTAG调试接口，通信接口电路，存储器接口电路和外部扩展接口电路。模块主要用于实现软件接口，实现EtherCAT物理接口和主站协议，并提供相应的控制软件。虑到在所述电源的所述通信单元的设计硬件的相容性，使用各种通信接口和1000M以太网连接到DSP来调节DSP系统调试设置和一个100M以太网接口连接到PowerPC。六个串行接口（两个RS232端口，两个RS485端口，两个CAN接口）。1000M以太网用于实现EtherCAT的总线的物理接口，RS232端口与PC，RS485通信和CAN接口可以与其他装置，以满足通用性的系统要求相连接。站软件设计的主要程序包括EtherCAT的两个程序运行时，DSP和PowerPC，恒温阀芯其主要功能是执行通过EtherCAT协议和控制复杂的控制算法和通信装置。DSP使用的软件主要是对算法的搜索。于篇幅限制，本文重点介绍了在一个平台上Linux操作系统中EtherCAT协议和控制软件的实现。PowerPC硬件形式。PowerPC（MPC5200B）在主站上的PowerPC上运行的EtherCAT主站软件主要包括以下功能的软件功能：首先，完成整个系统的主站的硬件初始化，软件可以计算系统的时间监控系统的运行状态;主站软件初始化EtherCAT系统，并通过发送命令来执行在主站和每个从站之间的实时数据的交换每个从属站，并执行分析和相关联的协议的转移;再次，主站的软件可以支持在线和实时下载。新。件结构采用模块化编程，底层软件提供硬件驱动程序，中间层软件为上层应用软件和底层软件提供接口，隔离软件的上层应用软件。动程序。旦EtherCAT的初始化基于Linux完成EtherCAT主站，两个核心定时器的Linux，一个下创建建立定期的数据通信，另一个用于询问非周期的任务，那就是说国家。理机器的任务。期性数据通信定时器具有最高优先级。
时器的执行周期由配置软件定义。周期性任务请求定时器具有较低的优先级，并且周期可以设置为50毫秒。始化和配置完成后，启动定时器开始发送周期性数据帧，检查返回的数据帧，分析返回的数据帧，并通过DSP从从站获取数据处理后数据处理，处理新数据。出命令被发送到PowerPC，PowerPC继续发送周期性数据帧。论掌握的EtherCAT总线协议由基于DSP和PowerPC一个硬件平台上实现：主站周期性地发送的EtherCAT数据包到每个从站（在测试期间，从站的数目是3）（数据包的数量是3）。1518字节），每个从站接收自己的数据包，然后将相应的信息发送回主站，EtherCAT总线的延迟时间为3.02μS。以看出，主站的设计满足实时要求。
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