EtherCAT 开源主站 IGH 在 Linux 开发板的移植和伺服通信测试

lavonXV

本文介绍了如何在 linux 开发板上移植 EtherCAT 开源主站 IGH，并进行伺服通信测试。通过详细的步骤说明和测试方法，帮助读者理解并掌握这一过程。


1. 引言

EtherCAT（Ethernet for Control Automation Technology）是一种高性能、以太网基础的现场总线系统。IGH（IgH EtherCAT Master）是一个广泛使用的开源 EtherCAT 主站实现，适用于各种工业自动化控制系统。本文将详细介绍在 Linux 开发板上移植 IGH 并进行伺服通信测试的全过程。

1.1 环境准备

在开始移植工作前，需要准备以下开发环境和工具：

(1) Linux 开发板（例如 Raspberry Pi 或 BeagleBone Black）
(2) 操作系统：基于 Debian 的 Linux 发行版
(3) 编译工具链（gcc, make 等）
(4) Git 版本控制工具
(5) 网络连接以下载所需的软件包

1.1.1 开发板设置

确保开发板已安装合适的 Linux 发行版，并且可以通过 SSH 进行远程访问。通过以下命令更新软件包列表并安装必要工具：

1. sudo apt-get update
   
2. sudo apt-get install -y build-essential git

复制代码

2. 下载和编译 IGH EtherCAT 主站

2.1 下载源代码

从 GitHub 仓库下载最新的 IGH EtherCAT 主站源代码：

1. 
   
2. 
   
3. git clone <a href="https://github.com/igH/ethercat.git" target="_blank">https://github.com/igH/ethercat.git</a>
   
4. cd ethercat

复制代码

2.2 编译和安装

编译之前，确保系统内核包含必要的实时补丁。可以使用 PREEMPT-RT 补丁对内核进行实时性增强。然后进行编译和安装：

1. 
   
2. make
   
3. sudo make modules_install
   
4. sudo make install

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编译成功后，通过以下命令加载 EtherCAT 主站模块：

1. 
   
2. 
   
3. sudo modprobe ec_master

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3. 配置 EtherCAT 主站

3.1 配置文件

编辑 `/etc/sysconfig/ethercat` 文件，配置网络接口和主站参数。例如，假设使用 `eth0` 作为 EtherCAT 接口：

1. 
   
2. MASTER0_DEVICE="eth0"

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3.2 启动主站服务

启动 EtherCAT 主站服务并设置为开机自启动：

1. 
   
2. sudo systemctl start ethercat
   
3. sudo systemctl enable ethercat

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4. 伺服通信测试

4.1 接线和硬件连接

将 EtherCAT 主站连接到伺服驱动器，确保硬件连接正确无误。连接好后，可以使用以下命令查看 EtherCAT 从站是否正常连接：

1. 
   
2. 
   
3. ethercat slaves

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4.2 配置从站

为从站分配别名和配置 PDO（Process Data Object）。编辑并生成从站配置文件。例如，为从站 1 配置：

1. 
   
2. <Slave alias="0" name="Servo Drive" product="0x12345678" revision="0x0001">
   
3.     <Pdos>
   
4.         <Pdo index="0x1600">
   
5.             <Entry index="0x6040" subindex="0x00" bitlength="16"/>
   
6.             <Entry index="0x607A" subindex="0x00" bitlength="32"/>
   
7.         </Pdo>
   
8.         <Pdo index="0x1A00">
   
9.             <Entry index="0x6041" subindex="0x00" bitlength="16"/>
   
10.             <Entry index="0x6064" subindex="0x00" bitlength="32"/>
    
11.         </Pdo>
    
12.     </Pdos>
    
13. </Slave>

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4.3 运行测试程序

编写并运行简单的测试程序，验证与伺服驱动器的通信。例如，发送控制命令并读取反馈：

1. 
   
2. #include <ethercat.h>
   
3. 
   
4. int main() {
   
5.     if (ec_init("eth0")) {
   
6.         printf("EtherCAT initialized.\n");
   
7.         if (ec_config_init(FALSE) > 0) {
   
8.             printf("%d slaves found and configured.\n", ec_slavecount);
   
9.             ec_slave[0].state = EC_STATE_OPERATIONAL;
   
10.             ec_send_processdata();
    
11.             ec_receive_processdata(EC_TIMEOUTRET);
    
12. 
    
13.             // 控制命令示例
    
14.             uint16_t control_word = 0x000F; // Enable operation
    
15.             ec_slave[1].outputs[0] = control_word;
    
16. 
    
17.             // 读取位置反馈
    
18.             int32_t position = *(int32_t *)(ec_slave[1].inputs + 4);
    
19.             printf("Current position: %d\n", position);
    
20. 
    
21.             ec_close();
    
22.         } else {
    
23.             printf("No slaves found!\n");
    
24.         }
    
25.     } else {
    
26.         printf("Failed to initialize EtherCAT.\n");
    
27.     }
    
28.     return 0;
    
29. }

复制代码

5. 总结

本文详细介绍了在 Linux 开发板上移植 EtherCAT 开源主站 IGH 并进行伺服通信测试的步骤。从环境准备、下载编译、配置主站到最终的通信测试，每一步都进行了详细说明。通过本文的指导，读者可以在自己的开发板上实现类似的 EtherCAT 应用。