1.6大主流工业以太网协议详细介绍
2.EtherCAT简介
3.MIT cheetah源码业务层逻辑简介
4.一点湿货 -- 简单认识EtherCAT
5.IgH EtherCAT主站开发案例分享——基于NXP i.MX 8M Mini

6大主流工业以太网协议详细介绍

       工业以太网，协议一种基于以太网技术的开放工业级通信网络，针对工业场景的源码需求对传统以太网进行了优化，以满足实时性、协议可靠性和安全性。开放主要的源码天地风云源码工业以太网协议有EtherCAT、PROFINET、协议EtherNet/IP、开放SercosⅢ和时间敏感网络(TSN)。源码它们各自有独特的协议优势和适用场景：

EtherCAT：由Beckhoff Automation开发，提供低成本、开放低延迟的源码解决方案，通过硬件处理数据，协议确保极短响应时间。开放 EtherCAT支持灵活的源码拓扑结构，如线型、树型和星型，且节点数量可达,个。

EtherNet/IP：由Rockwell Automation和ODVA管理，基于TCP/IP，支持标准以太网和交换机，提供生产者-消费者服务，适用于网络部署跨越多个车间。

PROFINET：西门子和PROFIBUS&PROFINET国际协会提出，源码取图分为A、B、C三个类别，分别适用于不同实时性和确定性需求，如参数数据、工厂自动化和运动控制。

POWERLINK：B&R公司开发，公开源码，提供时间关键性数据传输和精确同步，适用于各种自动化系统。

SercosIII：高效确定性的通信协议，适用于伺服驱动器控制，支持环型和线型拓扑切换。

TSN：TSN工作组的标准，提供确定性和网络扩展能力，适合数据密集型应用，但配置复杂，需终端和交换机支持。

       这些协议并非相互替代，而是各自服务于特定的实时性需求，共同推动工业以太网的发展。传统工业以太网协议将与TSN结合，而非取代。ai修改源码

EtherCAT简介

       EtherCAT，即"以太网控制自动化技术"，是一种开放源代码的创新解决方案。它的目标是利用以太网协议（一种广泛应用于局域网的通信标准），在工业环境中，特别是针对制造业，如工厂和生产线，提升设备间的通信效率和性能。

       这个技术特别适用于需要高度自动化和协调的场景，如机器人操作和生产线上的精密装备。EtherCAT通过IEC规范（IEC/PAS ）进行设计，确保了其在工业环境中的可靠性和一致性。它旨在简化网络连接，减少硬件成本，同时增强系统的实时性和响应速度，是现代工业4.0背景下不可或缺的一部分。

        EtherCAT的优势在于其易于部署和扩展，无需专用的硬件，只需普通的以太网设备即可实现自动化控制，这对于大规模生产和快速响应市场变化的企业来说，无疑具有巨大的吸引力。通过标准化的IEC规范，它能够确保全球范围内的python源码 教程设备兼容性，进一步推动了工业自动化的发展和全球化进程。

扩展资料

       EtherCAT 是开放的实时以太网络通讯协议，最初由德国倍福自动化有限公司(Beckhoff Automation GmbH) 研发。EtherCAT为系统的实时性能和拓扑的灵活性树立了新的标准，同时，它还符合甚至降低了现场总线的使用成本。EtherCAT的特点还包括高精度设备同步，可选线缆冗余，和功能性安全协议(SIL3)。

MIT cheetah源码业务层逻辑简介

       MIT Cheetah机器人源码揭示了其业务层逻辑的全面体系结构。自从MIT公开了Cheetah Mini的完整资料，包括主控源代码、电机驱动源代码、控制板硬件PCB设计以及本体结构资料后，这款腿部型机器人的研发在国内受到了广泛关注，从而催生了多个基于此平台的机器人研发团队。

       整体系统由个电机驱动单元、一个数据转接板SPIne、一台主控电脑、一个手柄以及一个缺省状态的IMU组成。个电机驱动单元通过CAN总线和数据转接板SPIne连接，分别控制着Cheetah腿部的关节电机，每条腿由三个关节组成。源码动图SPIne模块由两个STM芯片构成，负责主控数据的分发到驱动以及驱动反馈数据的打包。主控部分采用开源ethercat协议栈soem，支持两种通信方式：spi通信频率为Hz，ethercat通信频率为Hz。目前推测SPIne上可能仅支持spi通信。主控部分是一个计算机，通过USB连接手柄，实现手动控制，并包含上位机软件及仿真器代码，用于配置主控单元的控制参数和下发指令信息。

       主控部分业务逻辑主要通过多态设计实现多种控制类型，包括MIT_Controller、MiniCheetahSpi_Controller、JPos_Controller等。用户可根据已有功能模块继承基类RobotController，在Cheetah Software/user目录下创建自定义控制器。JPos_Controller提供参考示例，算法完整实现则需参考MIT_Controller模块调用。

       程序运行模式分为仿真模式和实际控制模式，通过main_helper函数进行加载启动。HardwareBridge实现加载实际控制程序流程，从Cheetah3HardwareBridge.run()开始，执行控制器硬件初始化、配置参数加载以及算法功能模块初始化，随后启动多个任务，包括可视化线程、日志线程、手柄通信线程、IMU通信线程、关节电机通信线程和周期回调主控线程。

       主控线程周期回调执行关键操作，包括更新数据、步态规划、外部输入转换、状态机运行以及控制数据更新。具体操作如下：

       更新数据：通过运动学和雅可比计算，将电机传回的关节角度和角速度信息转换为机器人腿部末端的速度和位置信息。

       步态规划：对机器人步态进行规划，内容涉及算法细节，后续将单独分析。

       外部输入转换：将外部指令转换为机器人本体的位姿控制信息，包括机器人位姿和位姿速度，共计组外部控制量。

       状态机运行：执行机器人集成动作的状态机，进行动力学、步态规划、MPC控制等核心算法计算，周期性更新legController中command信息，通过调用legController中的updateCommand更新电机控制相关通信数据寄存器。

       控制数据更新：将机器人控制核心的输出控制数据写入相关寄存器，通过spi接口输入到电机驱动，控制电机运行。

       对于仿真部分，由于需要接入罗技F手柄才能进行仿真。因未配备手柄，源代码被相应修改，以便实现仿真运行。

一点湿货 -- 简单认识EtherCAT

       EtherCAT，全称为Ethernet for Control Automation Technology，是一种专为工业自动化设计的实时以太网技术，由倍福公司的ETG推动。它是一种开放的通信协议，旨在实现主从设备间的高效通信。

       其核心机制在于每个节点对数据帧的独特处理：从站接收主站的数据，整合自身生成的数据，然后接力转发，有效提升带宽利用，一个数据帧就能完成一个周期的交互。

       EtherCAT支持多种网络结构，如线形、树形或菊花链形，利用标准以太网连接，Base-TX可连接米内的个设备。它还具备热连接、冗余和安全等特性，灵活性极高。

       在成本方面，EtherCAT相当经济，任何支持以太网的控制单元都能作为主站，从站选择广泛，且开发资源丰富，如ETG提供的源码。

       性能上，控制大量输入输出的刷新时间极短，例如个开关量只需us，单个帧可容纳大量数据。控制台伺服电机的数据周期仅需us，而且分布式时钟技术确保了高精度的实时性能，各从站时间误差小于1us。

       总的来说，EtherCAT凭借其高效性、灵活性和成本效益，为工业自动化提供了强大的通信解决方案。接下来的内容，我们将深入探讨其技术细节和应用优势。

IgH EtherCAT主站开发案例分享——基于NXP i.MX 8M Mini

       前言

       本文档主要演示NXP i.MX 8M Mini工业开发板基于IgH EtherCAT控制伺服电机。评估板卡是创龙科技的TLIMX8-EVM工业开发板，支持高性能多核处理器、丰富接口和工业环境应用。

       评估板资源丰富，包括MIPI、LCD、HDMI、音频、网络、无线模块等。适用于Windows、Linux开发环境。

       案例介绍：控制伺服电机正转和反转。伺服电机目标速度可从0加速至或-，达到速度后减速至0，循环运行。案例包括评估板网线连接示例、IgH EtherCAT主站程序使用说明。

       测试说明：使用网线连接评估板和伺服驱动器，将已验证的IgH EtherCAT主站程序文件拷贝至评估板文件系统。执行命令启动和加载相关驱动，运行案例程序控制伺服电机。

       案例编译：IgH EtherCAT主站程序和igh_ethercat_dc_motor案例需基于Xenomai内核编译。首先，将内核源码和IgH EtherCAT主站程序开发包解压、配置并编译生成文件。其次，编译案例igh_ethercat_dc_motor。

       关键代码：创建EtherCAT Master、配置PDO、激活Master等。

       Xenomai简介：Xenomai是Linux平台实时框架，通过实时协同内核处理关键任务。案例使用版本3.1.1。

       测试工具：使用Cyclictest进行实时性能测试。

       本文档适用于熟悉Linux和嵌入式开发的工程师，旨在提供基于NXP i.MX 8M Mini和IgH EtherCAT控制伺服电机的案例参考。