[发明专利]一种实时以太网EtherCAT主站系统

说明书

本发明属于以太网控制自动化技术领域，涉及一种实时以太网EtherCAT主站系统。所述EtherCAT主站系统包括：微处理器，主站模块，以太网控制器，程序存储器，数据存储器。所述微处理器通过数据总线与主站模块、以太网控制器、程序存储器和数据存储器相连。本发明采用专用EtherCAT工业以太网模块解析EtherCAT主站协议，从硬件上提升主站响应实时性，解决了现有技术中主站因采用Windows、Linux、Android等通用操作系统的软协议栈，其实时性受到影响成为EtherCAT总线响应瓶颈的问题。

技术领域

本发明属于EtherCAT(以太网控制自动化技术)领域，具体涉及一种工业实时以太网EtherCAT主站系统。

背景技术

EtherCAT由德国倍福公司提出，由于其具有网络实时性高、拓扑结构灵活、系统配置简单等特点，目前已得到越来越多广泛的应用。EtherCAT采用主从式结构，主站可以为一般的PC机。控制周期从主站发出，主站发送下行电报。数据帧遍历所有从站设备，每个设备在数据帧经过时分析寻址到本机的报文，根据报文头中的命令读入数据或写入数据到报文中指定位置，并且从站硬件把该报文的工作计数器加1，表示该数据被处理。数据帧在访问位于整个系统逻辑位置的最后一个从站后，该从站把经过处理的数据帧作为上行电报直接发送给主站。主站收到此上行电报后，处理返回数据，一次通信结束。

目前，EtherCAT主站的实现主要是采用德国倍福公司在Windows操作系统下基于PC机的解决方案，当然也有基于Linux操作系统和Android操作系统的嵌入式解决方案。EtherCAT作为工业现场总线，其显著特点是响应的实时性，但其主站若采用通用操作系统(如：Windows、Linux、Android)上的软协议栈，其协议解析过程中必须经操作系统调用，其实时性势必受到影响，也成为EtherCAT总线响应瓶颈。

发明内容

为了解决现有技术中存在的EtherCAT总线响应瓶颈问题，本发明提供一种实时以太网EtherCAT主站系统，采用专用EtherCAT工业以太网模块解析EtherCAT主站协议，从硬件上提升主站响应实时性。

为达到上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种实时以太网EtherCAT主站系统，包括：微处理器，主站模块，以太网控制器，程序存储器，数据存储器；所述微处理器通过数据总线与主站模块、以太网控制器、程序存储器和数据存储器相连。其中，

所述微处理器实现EtherCAT主站的控制调用，包括EtherCAT主站与上位机网络组态软件通信，按上位机网络组态软件指令对所述主站模块初始化，网络组态。

所述主站模块提供双口RAM，用作所述微处理器的外扩RAM，实现所述EtherCAT主站系统的通讯功能。

所述以太网控制器提供所述微处理器与上位机的通信接口。

所述程序存储器用于存储主站控制调用及上位机通信功能代码，并存储网络组态数据(XML文件)，供所述主站模块使用。

所述数据存储器用于存储主站控制调用程序及上位机通信功能程序运行的数据。

进一步地，所述微处理器采用SPARC V832位CPU。

进一步地，所述程序存储器采用FLASH。

进一步地，所述数据存储器采用SDRAM。

进一步地，所述主站模块采用工业以太网模块COMX 100CN-RE。

进一步地，所述主站模块提供一个诊断接口用来进行协议间固件下载及出厂诊断。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：