支持 C, C++, C#, Rust, Python API 的 EtherCAT® 主站软件开发工具包（SDK）
EC-Master 主站协议栈专为在不同的嵌入式（实时）操作系统上运行而设计并进行了深度优化。目前已适配并提供现成实现的系统包括：Linux（带与不带实时扩展）、微软 Windows 11、Wind River VxWorks、BlackBerry QNX、IntervalZero RTX64、TenAsys INtime®、Integrity、Xenomai、FreeRTOS、eCos、TI-RTOS、T-Kernel 等诸多操作系统。该 EtherCAT 主站协议栈亦可移植到任何其他嵌入式操作系统上。
软件架构
- 应用程序编程接口 (API)：支持使用 C/C++、C#、Python 和 Rust 语言对 EtherCAT 主站核心进行编程。
- EC-Master 核心层 (Core)：核心层实现了 EtherCAT 主站的关键功能。所有协议处理均在此处执行，例如过程数据传输和邮箱协议（CoE、EoE、FoE、AoE、SoE），此外还配备了完善的高级诊断功能。
- 实时以太网驱动层：负责主站与从站之间的数据交换。支持零拷贝（Zero-copy）和/或轮询（Polling）技术结合核心层运行，以实现最佳的实时性能并最大程度降低 CPU 负载。
- 主站与网络配置：集成的 XML 解析器支持 EtherCAT 规范中定义的 EtherCAT 网络信息（ENI）文件。
- 操作系统层 (OS Layer)：这是唯一与特定操作系统相关的层。所有的操作系统调用均在此层执行。为了达到最佳性能，大部分功能都可以使用简单的 C 语言宏来实现。
符合 ETG.1500 主站分类的功能特性
ETG ( EtherCAT Technology Group )定义了两种 EtherCAT 主站分类标准（ETG.1500），并规定了一套明确的主站功能集。其中，Class A（A类）定义了标准 EtherCAT 主站，Class B（B类）定义了最小化 EtherCAT 主站。此外，可作为可选组件的附加功能则通过扩展功能包（Feature Packs, FP）的形式进行阐述。
（*1）：根据 ETG.1500 规范，对 Class A 非强制要求
（*2）：根据 ETG.1500 规范，对 Class B 非强制要求
基本功能
| 功能名称 |
简短描述 |
Class A |
Class B |
| 服务命令 |
支持所有 EtherCAT 服务命令 |
X |
X |
| 数据报中的 IRQ 字段 |
在数据报头中使用来自从站的 IRQ（中断请求）信息 |
X |
X |
| 具备设备仿真功能的从站 |
支持带与不带应用控制器的从站设备 |
X |
X |
| EtherCAT 状态机 |
支持 EtherCAT 状态机（ESM）的特定行为 |
X |
X |
| 错误处理 |
检查网络或从站错误，例如：工作计数器（Working Counter / WKC）检查 |
X |
X |
| VLAN 虚拟局域网 |
支持 VLAN 标记（VLAN Tagging） |
X |
-- (*2) |
| EtherCAT 帧类型 |
支持标准的 EtherCAT 帧 |
X |
X |
| UDP 帧类型 |
支持 UDP 帧 |
-- (*1) |
-- (*2) |
| 多实例 |
支持单个控制系统同时运行和操作多个 EtherCAT 网络 |
X |
X |
过程数据交换
| 功能名称 |
简短描述 |
Class A |
Class B |
| 周期性 PDO |
周期性的过程数据对象（PDO）交换 |
X |
X |
| 多任务 |
支持不同的周期任务； 支持针对 PDO 的多种更新速率（多冲程/多频率更新） |
X |
X |
| 帧重复发送 |
多次发送周期帧以提高抗干扰能力/免役性 |
-- (*1) |
-- (*2) |
网络配置
| 功能名称 |
简短描述 |
Class A |
Class B |
| 在线扫描 |
EtherCAT 主站内包含网络配置扫描功能（可在线扫描实际拓扑） |
X |
X |
| 读取 ENI |
从 ENI（EtherCAT 网络信息）文件中获取并加载网络配置 |
X |
X |
| 对比网络配置 |
在系统启动（初始化）期间，对比预配置的拓扑与实际存在的网络拓扑 |
X |
X |
| 显式设备识别 |
用于热连接（Hot Connect）及防止网线插错/交叉互换的设备识别机制 |
X |
X |
| 站点别名寻址 |
支持在从站中使用配置好的站点别名，即启用并使用第二地址（2nd Address） |
X |
X |
| 访问 EEPROM |
支持通过 ESC（EtherCAT 从站控制器）寄存器访问 EEPROM 的底层常规例程 |
X |
X |
邮箱支持
| 功能名称 |
简短描述 |
Class A |
Class B |
| 支持邮箱机制 |
邮箱传输（异步通信）的核心主功能 |
X |
X |
| 邮箱恢复层 |
支持底层的邮箱弹性/恢复层（确保邮箱数据传输的可靠性） |
X |
X |
| 多邮箱通道 |
支持多个邮箱通道 |
X |
X |
| 邮箱轮询 |
轮询从站中的邮箱状态 |
X |
X |
基于 EtherCAT 的 CAN 应用层 (CoE)
| 功能名称 |
简短描述 |
Class A |
Class B |
| SDO 上传/下载 |
支持标准和快速（Expedited）服务数据对象（SDO）传输 |
X |
X |
| 分段传输 |
支持分段（Segmented）数据传输机制 |
X |
X |
| 完全访问 |
支持一次性传输整个对象（包含其所有子索引 sub-indices） |
X |
X |
| SDO 信息服务 |
用于读取对象字典（Object Dictionary）的服务 |
X |
X |
| 紧急报文 |
接收来自从站的紧急（Emergency）报文 |
X |
X |
基于 EtherCAT 的以太网 (EoE)
| 功能名称 |
简短描述 |
Class A |
Class B |
| EoE 协议机制 |
EoE 协议机制 (EoE protocol) 用于隧道传输（Tunneling）标准以太网数据帧的服务，包含所有指定的 EoE 服务 X X |
X |
X |
| 虚拟交换机 |
虚拟交换机（Virtual Switch）功能 |
X |
X |
| 操作系统 EoE 端点接口 |
位于 EoE 层之上、面向操作系统的接口 |
FP (*1) |
FP (*2) |
基于 EtherCAT 的文件访问 (FoE)
| 功能名称 |
简短描述 |
Class A |
Class B |
| FoE 协议机制 |
支持 FoE（File access over EtherCAT）协议 |
X |
X |
| 固件上传/下载 |
支持固件升降级，密码（Password）和文件名（FileName）应由上层应用提供 |
X |
X |
| 引导状态 |
支持用于固件上传/下载的引导状态（BOOT 状态机切换） |
X |
X |
基于 EtherCAT 的伺服驱动类属规范 (SoE)
| 功能名称 |
简短描述 |
Class A |
Class B |
| SoE 服务机制 |
支持符合 IEC 61800-7-204 标准的 SoE 服务（伺服驱动行规） |
X |
X |
基于 EtherCAT 的 ADS 通信 (AoE)
| 功能名称 |
简短描述 |
Class A |
Class B |
| AoE 协议机制 |
支持 AoE（Automation Device Specification）协议机制 |
X |
X |
基于 EtherCAT 的厂商自定义通信 (VoE)
| 功能名称 |
简短描述 |
Class A |
Class B |
| VoE 协议机制 |
支持外部连接/第三方协议的厂商自定义通信机制 |
X |
X |
分布式时钟同步 (DC)
| 功能名称 |
简短描述 |
Class A |
Class B |
| DC 同步支持 |
支持分布式时钟（Distributed Clock）高精度同步机制 |
X |
-- (*2) |
| 连续传输延迟补偿 |
连续计算并补偿网线/硬件带来的传播延迟（Propagation Delay） |
X |
-- (*2) |
| 同步窗口监控 |
持续监控各个从站中的同步时间差（时钟抖动偏差） |
X |
-- (*2) |
从站到从站通信
| 功能名称 |
简短描述 |
Class A |
Class B |
| 通过主站进行通信 |
路由信息在 ENI 文件中给出，或作为其他网络配置的一部分。数据拷贝可由主站软件或主站应用层处理。此功能为支持 FSoE（基于 EtherCAT 的安全协议）安全实例所必需。 |
X |
X |
主站信息
| 功能名称 |
简短描述 |
Class A |
Class B |
| 主站对象字典 |
支持主站对象字典（符合 ETG.5001 MDP 子行规 1100 规范） |
X |
X |
Feature Packs
| 功能名称 |
简短描述 |
Class A |
Class B |
| 线缆冗余 |
当任意两个从站之间的网线发生断裂时，系统仍能保持正常运行 |
FP |
FP |
| 热连接 |
热连接 (Hot Connect) 支持在总线通信过程中动态添加或移除从站。新添加的从站会自动切换并进入 OPERATIONAL（运行）状态。 FP FP |
FP |
FP |
| TCP 服务器与远程 API |
通过 TCP 服务器结合远程 API（Context.Scope.Library），允许从外部/远程系统访问和控制 EC-Master 主站 |
FP |
FP |
| EoE 端点 |
该接口允许向 EtherCAT 网络发送或从中接收标准的以太网数据帧 |
FP |
FP |
产品优势
- 高性能与低 CPU 负载：可实现极高的刷新率。
- 开箱即用：已针对众多操作系统提供现成的运行支持。
- 广泛的架构支持：支持 x86（32位和64位）、ARM（32位和64位）以及 RISC-V CPU 架构。
- 适配主流处理器：适用于英特尔（Intel）、德州仪器（TI）、意法半导体（ST）、博通（Broadcom）、英伟达（Nvidia）、瑞萨（Renesas）、恩智浦（NXP）、赛灵思（Xilinx）等众多厂商的处理器。
- 专业的全流程服务：结合我们的技术服务，为您构建定制化控制系统提供专业的合作伙伴支持。根据需求，我们亦可提供完整的系统集成方案。
- 稳定且丰富的实现：EC-Master 协议栈已在库卡（KUKA）机器人控制系统，以及安川（Yaskawa）、伦茨（Lenze）和欧姆龙（Omron）的控制器中长期稳定运行。
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