[实用新型]一种EtherCAT主站控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业自动化技术领域，尤其涉及一种EtherCAT主站控制器。

背景技术

众所周知的，EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology，开放的实时工业以太网通信协议)总线已于2014成为中国推荐性国家标准，经过多年的发展，EtherCAT总线的相关产品已触及工业自动化的各个领域；同时在国际上，EtherCAT总线组织于2016年底已有3800家会员，也已被国际上各大工业自动化公司所支持。因此，让工业自动化设备具备EtherCAT总线的通讯能力是一件非常有意义的事情。EtherCAT采用主从站的架构实现通讯，其中最关键的就是构建一个实时性能良好的主站控制器。

然而，要构建实时性能良好的EtherCAT主站控制器，必须依赖两点：第一，必须能够保证进行EtherCAT通讯的数据链路层通道足够实时，实时数据不可被阻塞；第二，主站控制器必须能够提供非常准确的周期性控制。但是在大多数带有通用操作系统(包括Windows，Linux或者Windows CE操作系统)的主站控制器，都很难实现以上两点。这是由于EtherCAT所进行通讯的实时性保证主要涉及到OSI(Open System Interconnect，开放式系统互联)七层网络结构中的第二层，而此第二层一般都是各大网卡供应商提供的基于特定操作系统的网卡驱动程序，而要满足EtherCAT实时性，必须修改网卡的驱动程序。基于商业保密策略，各大网卡的供应商都不会提供网卡的驱动程序，所以要想实现第一点也就变得不太可能。同样，在通用操作系统运行环境下，也无法构建非常准确的周期性控制程序，且成本也比较高；这些都是本领域技术人员所不期望见到的。

实用新型内容

针对上述存在的问题，本实用新型实施例公开了一种EtherCAT主站控制器，包括EtherCAT应用程接口模块、处理器、FPGA(Field-Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列)芯片和DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)芯片；

所述EtherCAT应用程接口模块与所述处理器之间进行数据通信；

所述DSP芯片通过所述FPGA芯片与所述处理器之间进行数据通信。

上述实用新型具有如下优点或者有益效果：

本实用新型公开了一种EtherCAT主站控制器，通过设置处理器、FPGA芯和DSP芯片以满足EtherCAT的实时性，从而保证了EtherCAT通讯的实时性，为在运行有通用操作系统的CPU架构下实现实时EtherCAT总线传输提供了保障；且该EtherCAT主站控制器性能异常突出，稳定性良好，可应用于各种工业领域，具有应用广泛，实用性强的特点。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1是本实用新型实施例中EtherCAT主站控制器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中FPGA芯片的逻辑结构框图；

图3是本实用新型实施例中EtherCAT主站控制器在工业现场的实际连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步的说明，但是不作为本实用新型的限定。

如图1所示，本实施例涉及一种EtherCAT主站控制器，其采用的硬件架构可以是X86处理器+FPGA+DSP，在X86处理器架构的处理上，运行Windows，Linux或者Windows CE等通用操作系统环境均可；具体的，该EtherCAT主站控制器包括EtherCAT应用程接口模块[该EtherCAT应用程接口模块具体可以包括EtherCAT配置工具(EtherCAT Config Tool)和EtherCAT协议栈(EtherCAT Stack)模块]、X86处理器(X86CPU，也可以采用其他的处理器，这对本实用新型并无影响)、FPGA芯片和DSP芯片；EtherCAT应用程接口模块与X86处理器之间进行数据通信；DSP芯片通过FPGA芯片与X86处理器之间进行数据通信；FPGA芯片通过百兆网口与外部设备之间进行数据通信。

在本实用新型的一个优选的实施例中，上述X86处理器通过PCI总线与FPGA芯片之间进行数据通信，即X86处理器与FPGA之间采用PCI总线进行数据交互。