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EtherCAT從控制器利用EEPROM來(lái)存儲(chǔ)EtherCAT從站信息（ESI），EEPROM的大小根據(jù)ESC（EtherCAT從站控制器）的不同而有所差異，通常支持從1 Kbit到4 Mbit的容量。為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，EtherCAT從控制器還支持通過(guò)微控制器來(lái)模擬EEPROM，從而省略物理EEPROM的使用。
i.MX RT 1180采用了一個(gè)外掛的EEPROM來(lái)實(shí)現(xiàn)EtherCAT從站信息存儲(chǔ)功能。在使用EtherCAT功能前，需要在EEPROM中預(yù)先燒寫(xiě)相關(guān)信息，以確保i.MX RT 1180的EtherCAT模塊能夠正常工作。EEPROM中的內(nèi)容既可以被從站應(yīng)用層讀取，也可以由EtherCAT主站來(lái)讀取和修改。
EEPROM內(nèi)容的燒寫(xiě)通常有兩種方法：一種是在從站生產(chǎn)時(shí)預(yù)先燒寫(xiě)好，另一種是在主站掃描到從站后由主站來(lái)動(dòng)態(tài)燒寫(xiě)。然而，由于i.MX RT 1180的EtherCAT模塊在啟動(dòng)時(shí)需要讀取EEPROM中的配置信息，如果無(wú)法讀取到內(nèi)容，可能會(huì)影響其MDIO的工作，進(jìn)而無(wú)法正確配置外部PHY，導(dǎo)致主站無(wú)法掃描到從設(shè)備。因此，建議在實(shí)際部署前，預(yù)先在EEPROM中燒寫(xiě)好必要的信息。
一旦EEPROM中的內(nèi)容被預(yù)先燒寫(xiě)好，從站就可以被EtherCAT主站正常掃描到。之后，如果需要修改EEPROM中的內(nèi)容，可以直接通過(guò)EtherCAT主站進(jìn)行動(dòng)態(tài)修改。這種方式不僅簡(jiǎn)化了從站的生產(chǎn)流程，也提供了更加靈活的配置和管理能力。
?
EEPROM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下圖所示：
EtherCAT從控制器的EEPROM中，內(nèi)容被分為幾個(gè)區(qū)域，其中前64個(gè)字節(jié)（0至63）是協(xié)議規(guī)定的必要信息，而后續(xù)的內(nèi)容則是可選的。具體來(lái)說(shuō)，前8個(gè)字節(jié)（0到7）是ESC配置區(qū)域（如下圖所示），這些值在芯片上電后會(huì)被自動(dòng)讀取，并用于配置EtherCAT模塊的工作模式。
?
下圖是EtherCAT控制四電機(jī)套件對(duì)應(yīng)EEPROM 0-7的EEPROM內(nèi)容
根據(jù)協(xié)議可知每個(gè)字的值：
|
字0（PDI?Control） |
0x0C80 |
|
字1（PDI?Configuration） |
0xEE84 |
|
字2（Pulse Length of SYNCSignals） |
0x000A |
|
字3（Extended PDI?Configuration） |
0x0000 |
|
字4（Configured Station Alias） |
0x0000 |
|
字5（Reserved） |
0x0000 |
|
字6（Reserved） |
0x0000 |
|
字7（Checksum） |
0x0080 |
比如字0 取值0x0C80，我們可以知道i. MX RT1180的EtherCAT模塊寄存器地址0x0140的取值就是0x80，地址0x0141的取值就是0x0C
EEPROM（字8-15）區(qū)域?yàn)楫a(chǎn)品標(biāo)識(shí)區(qū)：包括廠商標(biāo)識(shí)（VendorID）、產(chǎn)品碼（ProductCode）、版本號(hào)（RevisionNo）和序列號(hào)（SerialNo），各占兩個(gè)字。
當(dāng)主站開(kāi)始掃描設(shè)備時(shí)，就是通過(guò)這里的信息來(lái)分辨從站是什么設(shè)備。關(guān)于這8個(gè)字的定義EtherCAT規(guī)范如下：
下圖是EtherCAT控制四電機(jī)套件對(duì)應(yīng)EEPROM（字8-15）的EEPROM內(nèi)容
根據(jù)協(xié)議可知每個(gè)字的值：
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字8-9（Vendor ID） |
0xE00004D8 |
|
字10-11（Product Code） |
0x00000002 |
|
字12-13（Revision Number） |
0x00000011 |
|
字14-15（Serial Number） |
0x00000000 |
EEPROM字16-字63區(qū)域存儲(chǔ)的信息，包括郵箱配置等信息。EtherCAT規(guī)范如下：
下圖是 EtherCAT控制四電機(jī)套件對(duì)應(yīng)EEPROM 16-63的EEPROM內(nèi)容
其中部分字含義如下：
|
字16-19（reserved） |
0x00000000 |
|
字20（Bootstrap Receive Mailbox Offset） |
0x0000 |
|
字21（Bootstrap Receive Mailbox Size） |
0x0000 |
|
字22（Bootstrap Send Mailbox Offset） |
0x0000 |
|
字22（Bootstrap Send Mailbox Size） |
0x0000 |
|
字23（Standard Receive Mailbox Offset) |
0x1000 |
|
字24（Standard Receive Mailbox Size） |
0x0080 |
|
字25（Standard Send Mailbox Offset) |
0x1080 |
|
字26（Standard Send Mailbox Size） |
0x0080 |
|
字26（Mailbox Protocol) |
0x0004 |
其中的字26值為0x0004，表示郵箱使用的協(xié)議是COE，這與我們之前分析的代碼是一致的。
從字64開(kāi)始，存儲(chǔ)的是一系列分類附加信息，這些信息的類型豐富多樣，涵蓋了字符串、通用信息、FMMU信息、同步管理器信息、TxPDo、RxPDo，以及分布時(shí)鐘等多個(gè)方面。這些信息并非必填項(xiàng)，是否填寫(xiě)取決于主站的具體要求。
如果主站系統(tǒng)如TwinCAT或IGH，這些附加信息即使不填寫(xiě)也無(wú)妨，因?yàn)橹髡緯?huì)依賴其內(nèi)部存儲(chǔ)的XML文件來(lái)自動(dòng)讀取和解析所需的信息。然而，在另一種情況下，如果主站系統(tǒng)為SOEM或其他不支持XML文件讀取的系統(tǒng)，那么這些分類附加信息就變得尤為重要，必須填寫(xiě)完整。這是因?yàn)檫@些主站需要這些附加信息來(lái)正確配置和通信與從站。
接下來(lái)，我們將簡(jiǎn)要介紹一些常用的分類附加信息。這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的組織方式相對(duì)統(tǒng)一，通常以一個(gè)2字節(jié)的類型名開(kāi)始，緊接著是2字節(jié)的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度字段，用以指示隨后數(shù)據(jù)信息的具體長(zhǎng)度，最后則是根據(jù)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度定義的實(shí)際數(shù)據(jù)信息內(nèi)容。
其中類型名的取值如下圖所示：
我們首先看STRINGS（字符串）類型，字符串用于給后面的分類附加信息標(biāo)注名字。當(dāng)分類附加信息類型值是10（十進(jìn)制）時(shí)，表示接下來(lái)這段數(shù)據(jù)是字符串，字符串?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下圖所示
下圖是 EtherCAT控制四電機(jī)套件對(duì)應(yīng)EEPROM 字符串內(nèi)容：
根據(jù)協(xié)議解析如下：
|
地址 |
值 |
含義 |
|
0x0080 |
0x000A |
10，表示接下來(lái)的信息是字符串 |
|
0x0082 |
0x0037 |
55，表示接下來(lái)字符串段一共55個(gè)字（110個(gè)字節(jié)） |
|
0x83 |
0x0A |
10，一共10個(gè)字符串 |
|
0x84 |
0x17 |
23，第一個(gè)字符串一共23個(gè)字節(jié) |
|
0x85-0x9C |
........ |
XXXXXRT118X-SERVO-MOTOR |
|
0x9D |
0x04 |
4，第二個(gè)字符串一共4個(gè)字節(jié) |
|
0x9E-0xA1 |
........ |
ECAT |
|
0xA2 |
0x08 |
8，第三個(gè)字符串一共8個(gè)字節(jié) |
|
0xA3-0xAA |
........ |
Synchron |
|
0xAB |
0x08 |
2，第四個(gè)字符串一共2個(gè)字節(jié) |
|
0xAC-0xAD |
........ |
DC |
|
... ... |
... ... |
后面類似 |
我們?cè)賮?lái)看FMMU，當(dāng)分類附加信息類型值是40（十進(jìn)制）時(shí)，表示接下來(lái)這段數(shù)據(jù)是FMMU信息，結(jié)構(gòu)如下圖所示
下圖是 EtherCAT控制四電機(jī)套件對(duì)應(yīng)EEPROM FMMU內(nèi)容：
根據(jù)協(xié)議解析如下：
|
地址 |
值 |
含義 |
|
0x0116 |
0x0028 |
40，表示接下來(lái)的信息是FMMU |
|
0x0118 |
0x0002 |
FMMU信息段一共2個(gè)字（4個(gè)字節(jié)） |
|
0x011A |
0x01 |
FMMU0用于過(guò)程數(shù)據(jù)輸出 |
|
0x011B |
0x02 |
FMMU1用于過(guò)程數(shù)據(jù)輸入 |
|
0x011C |
0x03 |
FMMU2用于郵箱狀態(tài)讀取 |
|
0x011D |
0xFF |
FMMU3未使用 |
?
我們?cè)賮?lái)看SyncM(同步管理器)，當(dāng)分類附加信息類型值是41（十進(jìn)制）時(shí)，表示接下來(lái)這段數(shù)據(jù)是SyncM信息，結(jié)構(gòu)如下圖所示
下圖是EtherCAT控制四電機(jī)套件對(duì)應(yīng)EEPROM SyncM內(nèi)容：
根據(jù)協(xié)議解析如下：
|
地址 |
值 |
含義 |
|
0x011E |
0x0029 |
41，表示接下來(lái)的信息是SyncM |
|
0x0120 |
0x0010 |
SyncM信息段一共16個(gè)字（32個(gè)字節(jié)） |
|
0x0122 |
0x1000 |
SM0物理起始地址：0x1000 |
|
0x0124 |
0x0080 |
SM0長(zhǎng)度：0x0080 |
|
0x0126 |
0x26 |
SM0控制寄存器：0x26 |
|
0x0127 |
0x00 |
SM0狀態(tài)寄存器：0x00 |
|
0x0128 |
0x01 |
SM0使能寄存器：0x01，使能 |
|
0x0129 |
0x01 |
SM0類型寄存器：0x01，用于郵箱輸出 |
|
0x012A |
0x1080 |
SM1物理起始地址：0x1000 |
|
0x012C |
0x0080 |
SM1長(zhǎng)度：0x0080 |
|
0x012E |
0x22 |
SM1控制寄存器：0x22 |
|
0x012F |
0x00 |
SM1狀態(tài)寄存器：0x00 |
|
0x0130 |
0x01 |
SM1使能寄存器：0x01，使能 |
|
0x0131 |
0x02 |
SM1類型寄存器：0x02，用于郵箱輸入 |
|
0x0132 |
0x1100 |
SM2物理起始地址：0x1100 |
|
0x0134 |
0x0006 |
SM2長(zhǎng)度：0x0006 |
|
0x0136 |
0x22 |
SM2控制寄存器：0x64 |
|
0x0137 |
0x00 |
SM2狀態(tài)寄存器：0x00 |
|
0x0138 |
0x01 |
SM2使能寄存器：0x01，使能 |
|
0x0139 |
0x02 |
SM2類型寄存器：0x03，用于過(guò)程數(shù)據(jù)輸出 |
|
0x013A |
0x1080 |
SM3物理起始地址：0x1400 |
|
0x013C |
0x0080 |
SM3長(zhǎng)度：0x0006 |
|
0x013E |
0x22 |
SM3控制寄存器：0x20 |
|
0x013F |
0x00 |
SM3狀態(tài)寄存器：0x00 |
|
0x0140 |
0x01 |
SM3使能寄存器：0x01，使能 |
|
0x0141 |
0x02 |
SM3類型寄存器：0x04，用于過(guò)程數(shù)據(jù)輸入 |
?
接下來(lái)我們?cè)賮?lái)看TXPDO（輸出過(guò)程數(shù)據(jù)）以及RXPDO（輸入過(guò)程數(shù)據(jù)），當(dāng)分類附加信息類型值是50（十進(jìn)制）時(shí)，表示接下來(lái)這段數(shù)據(jù)是TXPDO信息，當(dāng)分類附加信息類型值是51（十進(jìn)制）時(shí)，表示接下來(lái)這段數(shù)據(jù)是RXPDO信息，結(jié)構(gòu)如下圖所示
其中Entry格式入下圖所示：
下圖是EtherCAT控制四電機(jī)套件對(duì)應(yīng)TxPDO以及RxPDO內(nèi)容：
根據(jù)協(xié)議解析如下：
|
地址 |
值 |
含義 |
|
0x0142 |
0x0032 |
50，表示接下來(lái)的信息是TxPDO |
|
0x0144 |
0x000C |
TxPDO信息段一共12個(gè)字（24個(gè)字節(jié)） |
|
0x0146 |
0x1A01 |
PDO索引 |
|
0x0148 |
0x02 |
子索引數(shù)量：一共2個(gè) |
|
0x0149 |
0x03 |
相關(guān)聯(lián)的同步管理器SM3 |
|
0x014A |
0x00 |
DC同步 |
|
0x014B |
0x05 |
名稱索引 |
|
0x014C |
0x0010 |
PDO固定內(nèi)容，不允許修改 |
|
下面是TxPDO具體內(nèi)容 |
||
|
0x14E |
0x6041 |
條目1主索引 |
|
0x150 |
0x00 |
子索引0x00 |
|
0x151 |
0x06 |
名稱索引0x06，參考附加信息字符串內(nèi)容，“Status Word” |
|
0x152 |
0x06 |
數(shù)據(jù)類型0x06，UINT |
|
0x153 |
0x10 |
數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(bit)，表示該條目共16個(gè)bit |
|
0x154 |
0x0000 |
Flags，備用 |
|
0x156 |
0x6064 |
條目2主索引 |
|
0x158 |
0x00 |
子索引0x00 |
|
0x159 |
0x07 |
名稱索引0x07，參考附加信息字符串內(nèi)容，“ActualPosition” |
|
0x15A |
0x04 |
數(shù)據(jù)類型0x04，DINT |
|
0x15B |
0x20 |
數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(bit)，表示該條目共32個(gè)bit |
|
0x15C |
0x0000 |
Flags，備用 |
?
|
地址 |
值 |
含義 |
|
0x015E |
0x0033 |
51，表示接下來(lái)的信息是RxPDO |
|
0x0160 |
0x000C |
TxPDO信息段一共12個(gè)字（24個(gè)字節(jié)） |
|
0x0162 |
0x1601 |
PDO索引 |
|
0x0164 |
0x02 |
子索引數(shù)量：一共2個(gè) |
|
0x0165 |
0x02 |
相關(guān)聯(lián)的同步管理器SM2 |
|
0x0166 |
0x00 |
DC同步 |
|
0x0167 |
0x08 |
名稱索引 |
|
0x0168 |
0x0010 |
PDO固定內(nèi)容，不允許修改 |
|
下面是RxPDO具體內(nèi)容 |
||
|
0x16A |
0x6040 |
條目1主索引 |
|
0x16C |
0x00 |
子索引0x00 |
|
0x16D |
0x09 |
名稱索引0x09，參考附加信息字符串內(nèi)容，“Control Word” |
|
0x16E |
0x06 |
數(shù)據(jù)類型0x06，UINT |
|
0x16F |
0x10 |
數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(bit)，表示該條目共16個(gè)bit |
|
0x170 |
0x0000 |
Flags，備用 |
|
0x172 |
0x607A |
條目2主索引 |
|
0x174 |
0x00 |
子索引0x00 |
|
0x175 |
0x07 |
名稱索引0x0A，參考附加信息字符串內(nèi)容，“TargetPosition” |
|
0x176 |
0x04 |
數(shù)據(jù)類型0x04，DINT |
|
0x177 |
0x20 |
數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(bit)，表示該條目共32個(gè)bit |
|
0x178 |
0x0000 |
Flags，備用 |
?
上面目前只列出了一個(gè)電機(jī)的TxPDO以及RxPDO的信息，其他三個(gè)電機(jī)TxPDO以及RxPDO的信息可以根據(jù)實(shí)際需求添加。
TxPDO以及RxPDO具體使用方法可以參考CiA402中的描述
