EtherCAT如何支持不同的网络拓扑?

时间:2014-05-23 08:47:59

标签: ethercat

EtherCAT如何支持不同的网络拓扑?

假设一个纯粹的EtherCAT网络没有任何标准的以太网交换机,集线器等......使事情变得复杂,并且有一个主设备和多个从设备。

有些消息来源将其描述为仅支持环拓扑(即维基百科),鉴于操作理论,这是有道理的,但EtherCAT网站表示它也支持其他拓扑。

100BaseTX以太网电缆包含两个半双工链路,每个方向一个;如果将半双工链路图看作EtherCAT总是一个环形总线,那么当它看作物理以太网电缆的图形时,图形几乎可以是任意的吗?

4 个答案:

答案 0 :(得分:2)

那是对的。

从物理上看,可能有很多拓扑:虚链,星形,树形等。例如,您可以使用Beckhoff EK1122模块创建三分支星形拓扑。从逻辑上讲,EtherCAT帧通过的所有节点(主站和从站)都有一条确定的路径。这形成一个环,因为主设备是启动所有帧的源,也是所有帧将返回的最终目的地。

答案 1 :(得分:1)

EtherCAT“环路”是一组连接的从设备,每个设备最多可连接四个相邻设备。这四种可能的连接称为端口,编号为0-3。端口0是“上游”连接,我通常将其描述为连接到从属设备的父设备,端口1通常是“直通”路径。

如果您使用总线耦合器(EK1100),它有:

  • 端口0:RJ45插座(用于以太网8P8C连接器),标记为“X1 In”
  • 端口1:EBUS-Out(用于EBUS切片连接)
  • 端口2:标有“X2 Out”的RJ45插座

为了进行比较,EBUS结具有:

  • 端口0:EBUS-In(用于连接到上游EBUS切片)
  • 端口1:EBUS-Out
  • 端口2:标有“X1”的RJ45插座
  • 端口3:标有“X2”的RJ45插座

总线分机(EK1110)有:

  • 端口0:EBUS-In
  • 端口1:标有“X1 Out”的RJ45插座

这些连接形成一个图形,其中每个从属是一个只有一个父节点且最多有三个子节点的节点。图中的每条边表示两个端口之间的双向以太网连接。一旦构建了这个连接的从属图形,自动增量编号方案就会从树的深度优先遍历产生,并使用下一个空闲编号为每个新从属编号。沿着端口1,端口3,然后是端口2探索子图(不知道为什么它是那个顺序)。

所以,是的,每个半双工链路在通过网络的数据包传输过程中只被遍历一次,这意味着它可以被视为一个半双工链路环,每个从机到从机的连接出现在环上两个地方(每个遍历方向一次)。

答案 2 :(得分:0)

(一些额外的信息)

如果您查看EtherCAT主设备对其从设备进行寻址的方式,您会看到即使您具有菊花链拓扑,电报传输的行为也类似于线路拓扑。这是因为Master计算总线上存在的所有从站,并为它们分配一个自动增量地址(在第一阶段)。这就是奴隶如何处理电报的顺序。因此,Master将电报传递给slave1,它将其数据放入其部分并传递给slave2,依此类推。最后一个从机关闭总线并将电报发回。在用户手册中,他们有时使用“快捷方式”一词。

所以身体上你几乎可以拥有你想要的每一个拓扑,但从逻辑上讲,你有一条线。如果您希望拥有冗余,则可以将最后一个从站与主站上的第二个EtherCAT端口连接。这将为您提供真正的环形拓扑,并且在从机关闭的情况下总线仍然可以工作(排除缺陷从机)。

答案 3 :(得分:0)

正如Eric Z上面回答的那样,它可能是物理线,环,星或树。他说,数据包将通过一个逻辑环。但他没有说明这是如何实现的,请参阅我对他的回答的评论。因此我深入挖掘并发现了这篇文章:
http://digital.ni.com/public.nsf/allkb/3399C1A0211EDC14862580140065286B

描述了构建星形(或树)需要“专用EtherCAT交叉点”

  

星:
  对于许多EtherCAT®新用户来说,这是最常见的拓扑结构,因为它类似于使用集线器的常规以太网网络。但是,要实现这一点,您需要一个专用的EtherCAT®结点。因此,它可能比环或线更昂贵。此外,这种拓扑结构比其他拓扑结构略慢,因为有更多的插页式节点必须在端节点之间重复消息(例如,对于从主设备到从设备的EtherCAT®数据包,它必须首先通过连接点/集线器,这将引入一个小延迟)。事实上,EtherCAT®星型拓扑结构与传统的星形拓扑结构不同 - 它实际上是一种线性拓扑结构,其中数据通过结点端口1,到达其终端从站并返回到结点,然后以相同的方式通过结点端口2 。此拓扑最适用于具有物理限制的位置的系统,这使得难以实现线路或环路。

搜索“EtherCAT交叉点”我发现了 https://www.beckhoff.com/english.asp?ethercat/ek1122.htm
这实际上是Eric Z提到的产品,一个2端口EtherCAT接头。还有8端口设备,https://www.beckhoff.com/english.asp?pc_cards_switches/cu1128.htm