面向测试应用的EtherCAT主站开发
发布时间：2021-07-04 03:28
随着信息技术的不断发展,以太网技术凭借在通用性、灵活性和拓扑结构上的优点取代传统测试总线,被广泛应用到自动测试系统中。尽管网络化测试技术在与传统测试总线比较中具有明显优势,但因为网络技术本身的缺陷和系统架构层面的不足之处导致诸多系统测试中的问题,如链路的同步性和实时性。工业实时以太网EtherCAT总线技术因具有更高的带宽、更好的实时性、更低的传输延迟和更佳的网络兼容性等特点,可以实现测试系统在实时性能和同步性能方面的改进提高,另外EtherCAT技术支持线型网络拓扑结构,相较于星型等其他结构所需线缆相对减少,降低了测试系统的设计成本。本文在总结当前测试系统新需求的基础上,结合实际EtherCAT系统性能测试结果,分析了EtherCAT技术应用于自动测试系统的可行性,并基于Xilinx Zynq-7000开发平台提出并比较了两种嵌入式EtherCAT主站的实现方案,以易于实现与系统性能优化为评价标准,设计了一种由系统PL、PS部分相互配合实现测试应用的EtherCAT主站的方案框架。然后分析EtherCAT嵌入式主站功能,将主站实现所需功能在系统层面上进行软硬件功能划分和详细设计介绍。...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
EtherCAT系统架构
- 3 -图 1-2 EtherCAT 国家标准 GB/T 31230.6-2014技术的核心为系统主站和从站设备的开发。其中卡，从站则需使用专门的 EtherCAT 从站控制器r)[13]。EtherCAT 物理层既可以使用标准的以太网公司开发的专用器件。EtherCAT 技术的主要特erCAT 技术是基于以太网开发的开放和实时通讯58，可与其他以太网相关协议并行于网络中；泛的适用性，任何带以太网控制器的控制单[15]。系统设计成本低廉，应用广泛；宽利用率高，充分利用了网络全双工特性，带宽实AT 协议原理，有效数据带宽可以高于百兆带宽，对系统多个从站单元的周期性控制以及从站状新周期短，拥有低于 100μs 的数据刷新周期；
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第 3 章 EtherCAT 主站硬件和固件设计therCAT 主站硬件平台简介方案采用了 Xilinx 公司提供的 Zynq-7000 系列开发板中的 ZedBedBoard 是一种拥有可编程 SoC 技术的实验开发板，具有多种通用用扩展，可分为 PS 部分与 PL 部分分别开发联合调试。edBoard 中 FMC 接口提高了可编程逻辑设计的模块化进程，可以板依据设计需求进行不同的外部支持电路设计。本设计采用的 F现了网络物理层器件与开发板 PL 部分相连，实物连接图如图 3-用了 Marvell 的 88E1111 物理层芯片作为链路物理通路的主要器件由 FMC 接口进行供电，可以实现自主协商，主动协商，自动识别且 FMC 扩展板上拥有两组 LED 状态指示单元，可以对当前以太处于运行状态、接入以太网信号的通信速率以及网口信息收发状示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]工业以太网EtherCAT的实时性研究[J]. 胡振豪,左小五,万红平. 软件导刊. 2018(02)
[2]机载网络化测试系统网络性能综合评价研究[J]. 王加熙. 中国高新科技. 2017(08)
[3]基于NTP协议的网络时间同步系统的设计与实现[J]. 胥婕,徐亮,董莲,胡立志,马志超. 上海计量测试. 2017(04)
[4]EtherCAT主站与主站通信协议的研究与实现[J]. 党选举,李帅帅,伍锡如,姜辉. 组合机床与自动化加工技术. 2017(01)
[5]新型机载机电管理系统网络化综合测试研究[J]. 赵君,张桢,闫稳,梁哲. 测控技术. 2015(06)
[6]基于AM3358处理器的嵌入式实时EtherCAT主站的构建[J]. 李备备,栾勇,王超,王喆,郑飂默. 组合机床与自动化加工技术. 2015(05)
[7]自动测试系统的发展趋势[J]. 郭荣斌,赵秀才. 国外电子测量技术. 2014(06)
[8]EtherCAT精确时钟同步技术的实现[J]. 陈灏,宋宝,唐小琦. 组合机床与自动化加工技术. 2014(05)
[9]倍福风电控制库的应用[J]. 自动化博览. 2013(06)
硕士论文
[1]基于实时工业以太网EtherCAT的双电机驱动控制应用研究[D]. 林梦云.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2017
[2]基于Linux嵌入式平台的EtherCAT主站系统研究与设计[D]. 高恩博.浙江大学 2017
[3]千兆以太网IEEE 1588协议的实现[D]. 赵东兴.哈尔滨工业大学 2016
[4]经编机贾卡控制系统设计[D]. 李策.东华大学 2016
[5]基于xPC的实时仿真及控制系统的开发[D]. 杨帆.天津大学 2016
[6]嵌入式平台的EtherCAT主站开发[D]. 周开城.华中科技大学 2015
[7]基于EtherCAT的伺服控制系统研究和设计[D]. 周长城.浙江工业大学 2015
[8]基于嵌入式Linux的EtherCAT主站系统开发[D]. 相启亮.东北大学 2014
[9]EtherCAT从站软件的设计与实现[D]. 任计羽.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2014
[10]基于EtherCAT工业以太网嵌入式主站研究[D]. 李晓曦.华南理工大学 2014
本文编号：3263936
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
EtherCAT系统架构
- 3 -图 1-2 EtherCAT 国家标准 GB/T 31230.6-2014技术的核心为系统主站和从站设备的开发。其中卡，从站则需使用专门的 EtherCAT 从站控制器r)[13]。EtherCAT 物理层既可以使用标准的以太网公司开发的专用器件。EtherCAT 技术的主要特erCAT 技术是基于以太网开发的开放和实时通讯58，可与其他以太网相关协议并行于网络中；泛的适用性，任何带以太网控制器的控制单[15]。系统设计成本低廉，应用广泛；宽利用率高，充分利用了网络全双工特性，带宽实AT 协议原理，有效数据带宽可以高于百兆带宽，对系统多个从站单元的周期性控制以及从站状新周期短，拥有低于 100μs 的数据刷新周期；
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第 3 章 EtherCAT 主站硬件和固件设计therCAT 主站硬件平台简介方案采用了 Xilinx 公司提供的 Zynq-7000 系列开发板中的 ZedBedBoard 是一种拥有可编程 SoC 技术的实验开发板，具有多种通用用扩展，可分为 PS 部分与 PL 部分分别开发联合调试。edBoard 中 FMC 接口提高了可编程逻辑设计的模块化进程，可以板依据设计需求进行不同的外部支持电路设计。本设计采用的 F现了网络物理层器件与开发板 PL 部分相连，实物连接图如图 3-用了 Marvell 的 88E1111 物理层芯片作为链路物理通路的主要器件由 FMC 接口进行供电，可以实现自主协商，主动协商，自动识别且 FMC 扩展板上拥有两组 LED 状态指示单元，可以对当前以太处于运行状态、接入以太网信号的通信速率以及网口信息收发状示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]工业以太网EtherCAT的实时性研究[J]. 胡振豪,左小五,万红平. 软件导刊. 2018(02)
[2]机载网络化测试系统网络性能综合评价研究[J]. 王加熙. 中国高新科技. 2017(08)
[3]基于NTP协议的网络时间同步系统的设计与实现[J]. 胥婕,徐亮,董莲,胡立志,马志超. 上海计量测试. 2017(04)
[4]EtherCAT主站与主站通信协议的研究与实现[J]. 党选举,李帅帅,伍锡如,姜辉. 组合机床与自动化加工技术. 2017(01)
[5]新型机载机电管理系统网络化综合测试研究[J]. 赵君,张桢,闫稳,梁哲. 测控技术. 2015(06)
[6]基于AM3358处理器的嵌入式实时EtherCAT主站的构建[J]. 李备备,栾勇,王超,王喆,郑飂默. 组合机床与自动化加工技术. 2015(05)
[7]自动测试系统的发展趋势[J]. 郭荣斌,赵秀才. 国外电子测量技术. 2014(06)
[8]EtherCAT精确时钟同步技术的实现[J]. 陈灏,宋宝,唐小琦. 组合机床与自动化加工技术. 2014(05)
[9]倍福风电控制库的应用[J]. 自动化博览. 2013(06)
硕士论文
[1]基于实时工业以太网EtherCAT的双电机驱动控制应用研究[D]. 林梦云.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2017
[2]基于Linux嵌入式平台的EtherCAT主站系统研究与设计[D]. 高恩博.浙江大学 2017
[3]千兆以太网IEEE 1588协议的实现[D]. 赵东兴.哈尔滨工业大学 2016
[4]经编机贾卡控制系统设计[D]. 李策.东华大学 2016
[5]基于xPC的实时仿真及控制系统的开发[D]. 杨帆.天津大学 2016
[6]嵌入式平台的EtherCAT主站开发[D]. 周开城.华中科技大学 2015
[7]基于EtherCAT的伺服控制系统研究和设计[D]. 周长城.浙江工业大学 2015
[8]基于嵌入式Linux的EtherCAT主站系统开发[D]. 相启亮.东北大学 2014
[9]EtherCAT从站软件的设计与实现[D]. 任计羽.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2014
[10]基于EtherCAT工业以太网嵌入式主站研究[D]. 李晓曦.华南理工大学 2014
本文编号：3263936
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