01 关于EtherCAT技术

今天，EtherCAT已经是世界上最受欢迎的实时以太网解决规划之一。EtherCAT技术团队(ETG)掌管给所有在使用和将要使用的用户伴侣们盛开EtherCAT技术。同时，ETG也是世界上会员人数最多的现场总线技术组织，任何人都能够在ETG官网的主页上找到会员名单。

02 EtherCAT技术与Windows系统

在Windows系统中，EtherCAT主站和谈栈的运行较为单一，用户仅需使用一块尺度以太网卡即可运行EtherCAT主站和谈栈。即Windows系统下配置EtherCAT主站不需挪用特殊的接口网卡，能够直接运行在内置于主板中的板载以太网节造器或低成本的表部尺度网卡上。

然而，Windows并不是一个实时操作系统（RTOS），这意味着用户难以确保不变地履历到EtherCAT周期功夫拥有简直定性、不变性和实时急剧蹬着点。固然EtherCAT在Windows上能够实现周期功夫大于10毫秒的更新频率，用户也不能顺利不变地实现，更何况这一频率也难以应对部门极限场景下的利用需要。因而，通常情况下，用户很难极度方便地在该系统内使用EtherCAT的散布式时钟（DC）职能。

03 两种解决实时需要场景的思路

为了让用户能齐全地履历EtherCAT技术，我们探求了两种思路，并给出了三种规划来对比和验证思路，接下来我们将为您介绍问鼎国际思路和对应的规划：

思路一：在软件层面进行优化的驱动

一个提高Windows机能的思路是把Windows网络驱动法式代替为acontis提供的实时以太网驱动法式，通过代替驱动法式并使用acontis提供的优化驱动法式来解除Windows网络和谈栈的影响。这个思路让软实时行为的实时性得到了很大改善，进而可能在系统中使用散布式时钟职能。但是，该规划依然短缺确定性，因而，不建议在出产过程中使用。

思路二：更美满的跨系统解决规划

另一个更好的思路是同时运行Windows和EC-Win。EC-Win 指的是一种使用acontis 提供的实时虚构机治理法式的有关技术来同时在Windows 和 RTOS系统运行的硬实时解决规划，从而能够创建出速度快、确定性好、且基于硬实时行为的EtherCAT利用法式，其更新速度能够达到20kHz（50毫秒）。

04 Windows系统实现EtherCAT的分歧规划

您将看到acontis测试的在Windows上的用分歧规划实现EtherCAT主站和谈的三种情景和了局

一、没有及机遇能的解决规划：Windows NDIS 滤波器驱动法式

网络驱动法式接口规范（NDIS）是网络驱动法式系统结构的规范，它允许传输和谈（如 TCP/IP）与底层物理网络适配器进行通讯。该规范由微软结合开发，并在Windows中使用。因而，为了在Windows中发送和接管EtherCAT帧，EC-Master蕴含一个NDIS链路层（emllNdis.dll），以利用作为Windows网络和谈栈一部门的以太网驱动法式。

更新速度的系统结构> = 10 毫秒：

图 1  Windows NDS 筛选器驱动软件实现EtherCAT

二、拥有软及机遇能的解决规划：Acontis 以太网驱动法式

为了实现更快的更新速度，我们用acontis内核？EcatDrv和优化的实时以太网驱动法式来取代尺度的Windows网络驱动法式。EcatDrv 内核？樘峁┐佑没Э占渲苯咏蛹锢硗缃谠炱魉璧娜ㄏ。这样就能够发送和接管EtherCAT帧，而无需在两者之间使用任何Windows软件。选取这种规划的了局是降低了 CPU 负载，削减了抖动，躲避了其他的网络通讯过程所产生的不利后果。

更新速度的系统结构：> = 1 毫秒（难以保障）：

图2 Acontis驱动实现EtherCAT

三、拥有硬及机遇能的解决规划：EC-Win

前文的思路二中，我们发现把RTOS系统和Windows系统结合起来将在Windows上获得最佳的EtherCAT机能。Acontis提供了一个能够同时运行在Windows和实时Linux（RT-Linux）上的基于Windows的实时治理法式，结合EC-Master，用户能够挪用这套齐全的解决规划来在Windows上实现EtherCAT。（EC-Win）

借助EC-Win，EtherCAT 主站和谈栈关联的EtherCAT利用法式可在 RT-Linux（实时Linux系统）上运行，从而实现高达20 kHz（50 微秒）的更新速度的硬及机遇能。此表，acontis 还提供了为 Linux系统优化的实时以太网驱动法式，进一步提高了 EtherCAT 的整体机能。通过acontis的实时治理法式，Windows和RT-Linux被安全地分隔，从而为实时Linux利用法式（蕴含EtherCAT）提供；，使其免受Windows系统故障的影响。固然该规划存在有操作系统层面的拆分，对于Windows上的利用法式和实时Linux系统上的利用法式，用户依然都能够在用户更为熟悉的Microsoft的Visual Studio软件环境下进行开发与调试。

图 3  使用EC-Win规划实现EtherCAT

实时以太网驱动法式（链路层）

?Windows NDIA filter driver (emllNdis)

Windows网络驱动法式接口滤波器驱动法式

?Intel Pro/1000 (emllI8254x)

Inter Pro/1000

? Realtek Gigabit (emllRTL8169)

Realtek千兆网卡

? Beckhoff CCAT(emllCCAT)

倍福CCAT软件