EC-Master MainDevice（旧称：EtherCAT Master）スタック

EC-Master MainDeviceスタックは、さまざまな組込み向けリアルタイムオペレーティングシステム上で動作するよう設計・最適化されています。現在、Linux（リアルタイム対応・非対応）、Microsoft Windows® 11、Wind River VxWorks、BlackBerry QNX、IntervalZero RTX64、TenAsys INtime®、INTEGRITY、Xenomai、FreeRTOS、eCos、TI-RTOS、T-Kernelをはじめとする多数のOSに対応しています。また、EC-Master EtherCATプロトコルスタックは、その他の組込みOSへの移植にも対応可能です。

Software Architecture

ethercat master software architecture

アプリケーションプログラミングインターフェース（API）: EtherCAT MainDeviceコアは、C/C++、C#、PythonおよびRustから利用できます。
EC-Masterコア： EC-Masterコアは、EtherCAT MainDeviceの中核機能を提供します。プロセスデータ通信や各種メールボックスプロトコル（CoE、EoE、FoE、AoE、SoE）を含むすべてのプロトコル処理を実行するとともに、高度な診断機能を提供します。
リアルタイムEthernetドライバ： MainDeviceとSubDevice間のデータ通信を担います。ゼロコピー技術やポーリング方式をコアレイヤーと組み合わせることで、高いリアルタイム性能を実現するとともに、CPU負荷を最小限に抑えます。
MainDeviceおよびネットワーク設定： 内蔵XMLパーサーにより、EtherCAT仕様で定義されるEtherCAT Network Information（ENI）ファイルに対応しています。
オペレーティングシステムレイヤー： OS依存部分を集約したレイヤーです。すべてのOS関連処理をこのレイヤーで実行します。高いパフォーマンスを実現するため、多くの機能はシンプルなC言語マクロとして実装可能です。

ETG.1500 MainDeviceクラスに準拠した機能

EtherCAT Technology Group（ETG）は、ETG.1500仕様において、明確に定義された機能セットを備える2種類のEtherCAT MainDeviceクラスを規定しています。Class Aは標準的なEtherCAT MainDevice、Class Bは最小構成のEtherCAT MainDeviceを定義しています。また、オプション機能はFeature Pack（FP）として提供されます。
(*1): ETG.1500においてClass Aの必須要件ではありません。
(*2): ETG.1500においてClass Bの必須要件ではありません。

基本機能

機能名	概要	Class A	Class B
サービスコマンド	すべてのEtherCATコマンドに対応	X	X
データグラム内IRQフィールド	データグラムヘッダ内のSubDevice IRQ情報を利用	X	X
デバイスエミュレーション対応SubDevice	アプリケーションコントローラ有無を問わずSubDeviceに対応	X	X
EtherCATステートマシン	EtherCATステートマシン（ESM）の特殊動作に対応	X	X
エラーハンドリング	Working CounterなどのネットワークおよびSubDeviceエラーを監視	X	X
VLAN	VLANタグ機能に対応	X	-- (*2)
EtherCATフレーム	EtherCATフレームに対応	X	X
UDPフレーム	UDPフレームに対応	-- (*1)	-- (*2)
マルチインスタンス	1つの制御システムで複数のEtherCATネットワークを制御	X	X

プロセスデータ通信

機能名	概要	Class A	Class B
Cyclic PDO	周期的なプロセスデータ通信	X	X
マルチタスク	複数の周期タスクおよび異なるPDO更新周期に対応	X	X
フレーム再送信	通信耐性向上のため周期フレームを複数回送信	-- (*1)	-- (*2)

ネットワーク構成

機能名	概要	Class A	Class B
オンラインスキャン	MainDevice内でネットワーク構成を検出	X	X
ENI読込み	ENIファイルからネットワーク構成を取得	X	X
ネットワーク構成比較	起動時に設定内容と実ネットワーク構成	X	X
明示的デバイス識別	Hot Connectおよび誤配線防止のためのデバイス識別	X	X
ステーションエイリアスアドレッシング	SubDeviceのステーションエイリアスアドレスに対応	X	X
EEPROMアクセス	ESCレジスタ経由でEEPROMへアクセス	X	X

メールボックス機能

機能名	概要	Class A	Class B
メールボックス対応	メールボックス通信機能を提供	X	X
メールボックス耐障害レイヤー	耐障害性を考慮した下位レイヤーに対応	X	X
複数メールボックスチャネル	複数のメールボックスチャネルに対応	X	X
メールボックスポーリング	SubDeviceのメールボックス状態をポーリング監視	X	X

CAN application layer over EtherCAT (CoE)

機能名	概要	Class A	Class B
SDOアップロード／ダウンロード	通常転送および高速転送に対応	X	X
セグメント転送	分割転送に対応	X	X
Complete Access	オブジェクト全体（全サブインデックス）を一括転送	X	X
SDO情報サービス	オブジェクトディクショナリ参照サービスを提供	X	X
Emergency Message	Emergencyメッセージの受信に対応	X	X

Ethernet over EtherCAT (EoE)

機能名	概要	Class A	Class B
EoEプロトコル	EtherCAT経由でEthernetフレームをトンネリング転送	X	X
仮想スイッチ	仮想スイッチ機能を提供	X	X
EoEエンドポイント（OS向け）	EoEレイヤ上でOSとのインターフェースを提供	FP (*1)	FP (*2)

File access over EtherCAT (FoE)

機能名	概要	Class A	Class B
FoEプロトコル	FoEプロトコルに対応	X	X
ファームウェアアップロード／ダウンロード	アプリケーションからパスワードおよびファイル名を指定可能	X	X
Boot State	ファームウェア更新用Boot Stateに対応	X	X

Servodrive-Profile over EtherCAT (SoE)

機能名	概要	Class A	Class B
SoEサービス	SoEサービスに対応	X	X

ADS over EtherCAT (AoE)

機能名	概要	Class A	Class B
AoEプロトコル	AoEプロトコルに対応	X	X

Vendor over EtherCAT (VoE)

機能名	概要	Class A	Class B
VoEプロトコル	ベンダー独自通信に対応	X	X

Synchronization with Distributed Clock (DC)

機能名	概要	Class A	Class B
DC対応	Distributed Clock機能に対応	X	-- (*2)
伝搬遅延補償	伝搬遅延を継続的に演算・補償	X	-- (*2)
同期ウィンドウ監視	SubDevice間の同期誤差を継続的に監視	X	-- (*2)

SubDevice間通信

機能名	概要	Class A	Class B
MainDevice経由通信	MainDeviceを介したSubDevice間通信。FSoEセーフティ通信をサポートするために必要な機能	X	X

MainDevice情報

機能名	概要	Class A	Class B
MainDeviceオブジェクトディクショナリ	MainDevice Object Dictionary（ETG.5001 MDP Sub Profile 1100）に対応	X	X

オプション機能

機能名	概要	Class A	Class B
ケーブル冗長化	SubDevice間のケーブル断線時でも通信を継続	FP	FP
Hot Connect	通信中にSubDeviceを追加・削除可能。追加されたSubDeviceは自動的にOPERATIONAL状態へ遷移	FP	FP
TCPサーバーおよびRemote API	リモートシステムからEC-Masterへアクセス可能	FP	FP
EoEエンドポイント	EtherCATネットワークとのEthernetフレーム送受信インターフェース	FP	FP

新機能

特長

高い処理性能と低CPU負荷により、高速な更新周期を実現
多数のオペレーティングシステム向けに提供
x86（32bit／64bit）、ARM（32bit／64bit）、RISC-Vアーキテクチャに対応
Intel、Texas Instruments、STMicroelectronics、Broadcom、NVIDIA、Renesas、NXP、AMD Xilinxなど、多数のプロセッサに対応
acontisの豊富な知見とサポートにより、お客様独自の制御システム構築を支援。ご要望に応じてシステムインテグレーションにも対応
高い信頼性と堅牢性を備えた実績ある実装
EC-Masterスタックは、KUKAのロボットコントローラをはじめ、安川電機、Lenze、オムロンなどのコントローラで採用されています