1

EtherCAT 如何支持不同的网络拓扑？

假设一个纯 EtherCAT 网络没有任何标准的以太网交换机、集线器等……使事情复杂化，并且有一个主站和多个从站。

一些消息来源将其描述为仅支持环形拓扑（即维基百科），考虑到操作理论，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；当被视为半双工链路的图表时，EtherCAT 是否始终是环形总线，但当被视为物理以太网电缆的图表时，该图表几乎可以是任意的？

4

4 回答 4

2

这是正确的。

从物理上看，可以有很多拓扑结构：菊花链、星形、树形等。例如，您可以使用 Beckhoff EK1122 模块创建一个三分支星形拓扑。从逻辑上讲，EtherCAT 帧通过的所有节点（主节点和从节点）都有一条确定的路径。这形成了一个环，因为主机是启动所有帧的源，也是所有帧将返回的最终目的地。

于 2014-11-12T05:24:58.177 回答
1

EtherCAT“环路”是一组连接的从设备，每个设备最多可以连接四个相邻设备。这四个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设备的父设备，端口 1 通常是“直通”路径。

以总线耦合器 (EK1100) 为例，它具有：

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

为了进行比较，EBUS 接头具有：

  • 端口 0：EBUS-In（用于连接上游 EBUS 片）
  • 端口 1：EBUS 输出
  • 端口 2：标有“X1”的 RJ45 插座
  • 端口 3：标有“X2”的 RJ45 插座

总线扩展 (EK1110) 具有：

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

这些连接形成了一个图，其中每个从节点都是一个节点，只有一个父节点和最多三个子节点。图中的每条边代表两个端口之间的双向以太网连接。一旦你建立了这个连接的从属图，自动递增编号方案会从树的深度优先遍历产生，用下一个空闲编号对每个新的从属进行编号。沿端口 1、端口 3、端口 2 探索子图（不知道为什么是这个顺序）。

所以，是的，每个半双工链路在通过网络传输数据包的过程中只遍历一次，这意味着它可以被视为一个半双工链路的环，每个从站到从站的连接出现在环上的两个地方（每个遍历方向一次）。

于 2015-07-01T16:08:14.750 回答
0

（一些附加信息）

如果您查看 EtherCAT 主站寻址其从站的方式，您会发现即使您有菊花链拓扑，电报传输的行为也像线拓扑。这是因为主站对总线上存在的所有从站进行计数，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。所以主机将电报传递给slave1，它把它的数据动态放入它的部分并传递给slave2，依此类推。最后一个从站关闭总线并发送回电报。在用户手册中，他们有时会使用“快捷方式”这个词。

所以物理上你可以拥有几乎所有你想要的拓扑，但逻辑上你有一条线。如果您想要冗余，您可以将最后一个从站连接到主站的第二个 EtherCAT 端口。这将为您提供一个真正的环形拓扑，并且总线在从属设备出现故障的情况下仍然可以工作（不包括有缺陷的从属设备）。

于 2015-04-10T09:06:08.043 回答
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，我深入挖掘并找到了这篇文章：
http ://digital.ni.com/public.nsf/allkb/3399C1A0211EDC14862580140065286B

其中描述了构建星形（或树）需要“专用 EtherCAT 连接点” ：

星星：
这是许多 EtherCAT® 新手最熟悉的拓扑，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，您将需要一个专用的 EtherCAT® 接头。因此，它可能比环或线路更昂贵。此外，这种拓扑结构会比其他拓扑结构稍微慢一些，因为有更多的间隙节点必须在端节点之间重复消息（例如，对于从主节点到从节点的 EtherCAT® 数据包，它必须首先通过连接点/集线器，这将引入一个小的延迟）。事实上，EtherCAT® 星型拓扑与传统的星型拓扑不同——它实际上是一种线型拓扑，其中数据通过 junction 端口 1，到达其末端从站并返回到 junction，然后以相同方式通过 junction 端口 2 .

搜索“EtherCAT junction”时，我发现
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 junction。还有 8 端口设备，https://www.beckhoff.com/english.asp?pc_cards_switches/cu1128.htm

于 2017-05-24T08:11:34.443 回答