"Processing on the fly（邊沿處理）"聽起來像句營銷話術(shù)，但在實(shí)時(shí)自動(dòng)化領(lǐng)域，它確實(shí)是 EtherCAT 的獨(dú)門特性。憑借巧妙的設(shè)計(jì)，EtherCAT 以極低延遲處理數(shù)據(jù)——非常適合高速、高精度應(yīng)用。下面我們來看看 EtherCAT 是什么、怎么工作、用在哪里。
什么是 EtherCAT
EtherCAT = Ethernet for Control Automation Technology（用于控制自動(dòng)化技術(shù)的以太網(wǎng)），是一種基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，專為自動(dòng)化與控制系統(tǒng)中高性能、實(shí)時(shí)通信開發(fā)。顧名思義，它是為滿足現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用嚴(yán)苛的時(shí)序與同步要求而優(yōu)化的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議。
EtherCAT 由 Beckhoff Automation（倍福） 開發(fā)，2003 年首次發(fā)布，2007 年正式標(biāo)準(zhǔn)化，協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)號為 IEC 61158（工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)—現(xiàn)場總線規(guī)范），并在 IEC 61784（工業(yè)網(wǎng)絡(luò)—行規(guī)） 中進(jìn)一步定義。
傳統(tǒng)以太網(wǎng)協(xié)議通常存在延遲和通信抖動(dòng)（jitter）問題，而 EtherCAT 從零開始就是為實(shí)時(shí)性能設(shè)計(jì)的。其獨(dú)特的工作機(jī)制把延遲壓到最低、抖動(dòng)也更小，特別適合時(shí)間關(guān)鍵型工業(yè)通信。
工作原理：和傳統(tǒng) Ethernet 的區(qū)別
?? 傳統(tǒng)以太網(wǎng) = "停–存–轉(zhuǎn)發(fā)"
網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)設(shè)備都要接收完整數(shù)據(jù)包，處理判斷是不是發(fā)給自己的，再?zèng)Q定響應(yīng)還是轉(zhuǎn)發(fā)。鏈上每過一個(gè)設(shè)備就引入一次延遲。
?? EtherCAT = "邊沿處理（processing on the fly）"
單個(gè) EtherCAT 幀按順序穿過所有設(shè)備，不會在每個(gè)節(jié)點(diǎn)停下。幀經(jīng)過時(shí)，每個(gè)設(shè)備讀取屬于自己的數(shù)據(jù)，并把新信息直接寫回幀里——全程不引起額外延遲。這樣幀在網(wǎng)絡(luò)里一路穿行，幾乎不停。
?? 一個(gè)通俗類比：
以太網(wǎng)像一輛送貨卡車，挨家挨戶停車卸貨／取件；
EtherCAT 像一條傳送帶穿過所有房屋，每個(gè)人取件／放件都不用讓傳送帶停下來。
盡管數(shù)據(jù)通信機(jī)制完全不同，EtherCAT 仍使用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)線纜，可以很方便地接入現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施。
EtherCAT 的優(yōu)勢
EtherCAT 有一組硬核優(yōu)點(diǎn)，讓它成為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化與測量應(yīng)用的理想選擇，架構(gòu)不僅快、穩(wěn)，還高可擴(kuò)展、成本低：
? 高速 + 時(shí)序精度高，適合嚴(yán)苛的實(shí)時(shí)應(yīng)用
?? 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潇`活（與很多工業(yè)協(xié)議相比）
??? 內(nèi)置可靠與安全通信機(jī)制
?? 用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)線纜和控制器就能跑出高端性能，不用專用硬件，性價(jià)比高
文章里給的一組關(guān)鍵指標(biāo)：
周期時(shí)間 < 100 μs
通信抖動(dòng) < 1 μs
典型應(yīng)用場景
憑實(shí)時(shí)性、靈活性、精度，EtherCAT 跨行業(yè)落地，凡是確定性時(shí)序 + 緊同步關(guān)鍵的場景都離不開它：
產(chǎn)線與輸送系統(tǒng) — 電機(jī)、傳感器、控制器無縫協(xié)同，適合高速裝配線和 conveyor
測試臺（Test Bench） — 多傳感器高速數(shù)據(jù)同步采集，汽車 / 航空航天 / 工業(yè)研發(fā)必備
精密制造 — 半導(dǎo)體、金屬加工、電子制造等復(fù)雜機(jī)床運(yùn)動(dòng)精確同步
新能源 — 風(fēng)電、光伏等分布式系統(tǒng)的同步監(jiān)控、控制、診斷（即便距離很長）
機(jī)器人 — 多伺服驅(qū)動(dòng)、傳感器、控制器之間的實(shí)時(shí)通信，動(dòng)態(tài)/高速環(huán)境下也能保證精度與安全
ETG（EtherCAT Technology Group）官網(wǎng)收錄了 100+ 應(yīng)用案例，從醫(yī)療精密機(jī)器人到高性能工業(yè)測試都有。
DEWETRON 德維創(chuàng)的落地方案
DEWETRON 德維創(chuàng)是 ETG 正式成員，提供一套面向高級測量應(yīng)用的 EtherCAT 集成方案——TRION-EtherCAT-1-SLAVE 模塊，可以把 DEWETRON 測量設(shè)備無縫接入已有的 EtherCAT 自動(dòng)化 / 測試環(huán)境。
關(guān)鍵要點(diǎn)：
DEWETRON 設(shè)備作為 EtherCAT 從站（Slave），向主站系統(tǒng)實(shí)時(shí)提供高精度測量數(shù)據(jù)
每個(gè) EtherCAT 兼容設(shè)備配 1 進(jìn) 1 出 接口，組成 菊花鏈（daisy-chain）
從硬件到 DEWETRON 自家的采集軟件 OXYGEN 里都能配置從站，手冊里有逐步引導(dǎo)
滬公網(wǎng)安備31011402010445