EtherCAT高速工业以太网突破现场总线的瓶颈

“首届国际开放式工业自动化大会（ICOA）”在上海国际展览中心隆重开幕，来自德国倍福、菲尼克斯、西门子等多家知名企业的领导人和工程师齐聚一堂，共同探讨工业自动化技术的现状和未来发展。其间，德国倍福中国区技术主管刘卫列工程师作了题为“EtherCAT：高速工业以太网标准”的演讲，详细阐述了EtherCAT工业实时以太网技术的特点和性能，并简要介绍了EtherCAT技术组（ETG）的情况。
演讲中，刘卫列先生总体介绍了EtherCAT技术的实时能力、拓扑类型、诊断特征、开放性、安全可靠性等各个方面的技术特征，通过对现今现场总线技术的总体回顾和对比，指出EtherCAT具有通讯性能杰出、布线简单、高度开放等特点，可以最大化地利用以太网所提供的巨大带宽，并且成本低廉，适用于多种场合和设备。
刘卫列先生表示，通过EtherCAT，无需对以太网数据包进行接收、解码、复制到各个设备这一复杂过程，而是在报文经过从站节点时读取相应的编址数据并将输入数据插入至报文中，整个过程中，报文只有几纳秒的时间延迟。由于发送和接收的以太网帧压缩了大量的设备数据，所以可用数据率可达90%以上，有效数据率可达>100 Mb/s。由于EtherCAT借助于从站硬件集成以及网络控制器主站的直接内存存取，整个协议的处理过程都在硬件中得以实现，因此，该技术完全独立于协议堆栈的实时运行系统、CPU 性能或软件实现方式。1000个I/O的更新时间只需30 µs，其中还包括I/O周期时间。单个以太网祯最多可进行1486字节的过程数据交换，几乎相当于12000个数字输入和输出，而传送这些数据耗时仅为300 µs。
此外，谈及EtherCAT的经济成本时，刘卫列先生强调指出，这是一种专为价格低廉的设备而开发的经济型网络技术。EtherCAT可以用简单的线型拓扑结构替代昂贵的星型以太网拓扑结构，无需昂贵的基础组件，还可以使用传统的交换机连接方式，以集成其它的以太网设备。其它的实时以太网方案需要与控制器进行特殊连接，而EtherCAT只需要价格低廉的标准以太网卡（NIC）即可实现。
与会人员对这一技术表现出了极大的关注，就EtherCAT的拓扑结构、冗余、软件源代码等方面纷纷提问，会议现场学术气氛浓厚，反响热烈。