EtherCATEoE原理

EoE（Ethernet over EtherCAT）是允許在EtherCAT網絡中傳輸標準以太網數據使用標準以太網設備，如打印機、相機或PC的技術。EoE從第三方設備傳輸到EtherCAT主站的數據幀通過EtherCAT協議進行透傳。通過EoE技術，EtherCAT網絡對以太網設備是完全透明的，實時特性不會受到影響。

支持EoE的EtherCAT從站設備的性能和內存容量通常比較有限，僅處于可以處理連續(xù)的以太網幀的水平。因此，EtherCAT主站的switch應避免通過EoE并行發(fā)送多個以太網幀。

默認情況下，操作系統自帶的TCP/IP協議站計算通過網卡發(fā)送的所有幀的校驗和（CRC）。但有時網卡會更改這些設置并計算CRC，從而減輕CPU負擔。此功能在使用EoE時可能會導致TCP/IP協議站生成無效幀，TCP/IP數據幀從EtherCAT主站路由到以太網設備，網卡設備無法創(chuàng)建有效的校驗和。數據幀被連接的以太網設備破壞。為了使EoE在主機側正常工作，就需要對網卡部分進行一些針對性改造。

EoE典型的應用案例是在電機驅動器的調試和監(jiān)控軟件。傳統電機驅動器的調試軟件通過串口或者其他端口單獨對電機驅動器參數配置或者調試。支持EoE功能后，電機驅動器不需要額外接線，電機驅動器的EtherCAT網絡即負責控制通訊也負責配置和診斷，調試軟件使用TCP/IP將設置或者調試指令通過EtherCAT主站的路由傳送到電機驅動器上。

通過上面的介紹可以概括，一個完整的EoE系統應該包含三個部分：上位機操作系統、EtherCAT主站網關、支持EoE的從站模塊。通常情況下支持EoE的從站模塊是設備供應商提供的標準品。所以我們更加關注上位機操作系統、EtherCAT主站網關的環(huán)境搭建。

對從站的要求

需要從站的支持

?Mailbox protocol Ethernet over EtherCAT (EoE)

?IP Stack

?TCP/UDP

-EtherCAT主站網關的Virtual Switch

EtherCAT主站集成的以太網Virtual Switch功能，負責將上位操作系統處理果的IP協議站以太網數據幀路由到從站設備上。Virtual Switch交換機功能與標準第2層以太網交換機的功能相同。

-上位系統的EoE Endpoint

上位機操作系統處理EoE的接口。EoE Endpoint通過處理上位機的網卡驅動和系統接口，將前面介紹過TCP/IP數據幀打包成EtherCAT 主站Switch能夠處理的以太網數據。EtherCAT主站收到EoE Endpoint傳送的數據猜能夠當作標準以太網網絡接口處理。

Acontis憑借大量的EtherCAT客戶現場應用經驗和客戶實地測試，在acontis EtherCAT主站方案EC-Master中集成穩(wěn)定可靠的EoE Switch功能。同時為了配合EC-Master EtherCAT主站的EoE Switch正常工作，在上位機還提供了EoE Endpoint SDK、EoE Gateway以及網絡配置工具集成調試等多種方案。

AcontisEC-MasterEoE endpoint解決方案

1）EoE EndpointSDK

EoE Endpoint SDK是帶Windows網絡驅動和RAS功能的EoE Endpoint開發(fā)包。此開發(fā)包是在RAS客戶端基礎上支持的EoE Endpoint API。功能集成了Windows EoE TAP適配器并創(chuàng)建虛擬網絡接口。調用并創(chuàng)建完成后第三方工具可以使用TCP/IP與從設備通信。

通過使用EoE Endpoint API，可以將用戶應用程序和EoE Endpoint集成在同一個上位機應用程序中，由單一應用程序即可完成Windows驅動配置和虛擬網絡驅動等操作。

Acontis EC-Engineer配置和診斷工具中完整集成了EoE endpoint API，可以通過EC-Engineer實現完整EoE調試的通訊鏈路。

2）AcontisEoEgateway第三方工具方案

在主站內核中，“Virtual Ethernet Switch”將從站設備和RAS客戶端中實現的“EoE endpoint”之間實現以太網數據傳輸和路由功能。Windows操作系統上使用“EoE endpoint網絡驅動程序”接口并創(chuàng)建虛擬網絡接口。

EC-EoE Gateway是一個輔助應用程序，當沒有調用EoE Endpoint API的普通應用程序希望實現Windows系統和運行EC-Master的控制器之間實現EoE通信時，可以直接在Windows系統上運行EC-EoE Gateway，實現EoE Endpoint功能。