1.引言

为满足控制系统数据量剧增和企业“一网到底”的控制需求，工业以太网技术逐渐向控制底层渗透，开始广泛地应用于现场级的通信控制。已成为工控领域一个热门的研究内容，目前，应用比较广泛的几种工业以太网标准包括：Profinet、Powerlink、Modbus/TCP、EtherNet/IP、EtherCAT以及我国自主研发的EPA等。其中本文将要介绍的EtherCAT网络是一种实时工业以太网技术，最初由德国倍福公司开发，于2003年成立了ETG（EtherCAT TECHNOLOGY GROUP）负责推广这种工业以太网。2007年7月，ETG成立了中国代表处，旨在推广EtherCAT技术在中国的应用，几年之间，EtherCAT已经在多个领域取得了广泛的应用。

EtherCAT采用移位、位寻址的方式获取数据，相比传统的以太网数据包传输方式，极大的提高了传输效率，两个设备间的延迟仅为微秒级。EtherCAT网络的通信结构采用主从方式，通信方法使用集总帧，实现实时传输的方式是采用等时传输，非实时数据的传输按协议运行，以太网通信速率可达100MBit/s。EtherCAT网络具有 以下几个方面的特点：

（1）与标准以太网完全兼容的帧结构，使用标准的IEEE802.3以太网帧；

（2）直接内存存取技术使EtherCAT具有超高的性能特性；

（3）高精度时钟同步，能够使用非常精确的、微妙级别的同步误差时间基；

（4）开放性良好，EtherCAT技术标准与以太网完全兼容。

本文将从网络结构、寻址模式、通信帧格式、网络层协议等几个方面对EtherCAT网络做一个简单介绍。

2.EtherCAT网络结构

EtherCAT协议通过主站来管理连接到网络上的从站设备。主站可以是通用PC机或者是嵌入式设备，从站是带有EtherCAT网络接口的控制器设备。网络……