Why EtherCAT?

以下摘錄自 EtherCAT - the Ethernet fieldbus 這篇文章。

EtherCAT 的特點：

1. real time 能力。
2. 多種 Topology。商用 Ethernet 採用星狀的 Topology。EtherCAT 可以使用星狀或環狀或所謂的 E-Bus，以減少配線降低成本。
3. Only full duplex，分離的 Tx, Rx 線。
4. Without collision detection and retransmission.
5. Master/slave 架構。
6. Master 不需特別的晶片。因此任何有商用 Ethercat 的電腦都可以當 master。
7. 可和其他 Ethernet 裝置並存於同一 Bus，可以使用商用的 switch。
8. 就算是將 2bit 的 I/O 獨立做成一 slave 也不會增加太多成本。
9. 最大效能。Ethernet 頻寬儘量用於傳送 user 的 data。
10. Short cycle time, < 100 microsecond。

每個裝置都有 64k bytes 的 memory。
EtherCAT 的 telegrams 有兩種可能結構，使用 EtherCAT Header 或是 UDP Header。如果使用 EtherCAT Header ，則第一個裝置必須是一個能處理 MAC 定址的裝置。

EtherCAT 的 telegrams 內有多個 EtherCAT commands，一般來說，一個 command 針對一個 device，但是為了要處理極小的，比如只有 2bit 的 I/O devices，EtherCAT 使用 FMMU 使得一個 EtherCAT command 可以下給多個 devices。FMMU 的 logical address space 是 4GB，因此，對 master 來說，裝置可被視為 distributed memory。

遠距離傳輸時可以使用一般的 Ethernet Cable 或是光纖。較近距離的裝置可以使用以 LVDS 為基礎的 E-Bus。唯一要注意的是必須滿足 EtherCAT full duplex 的要求。

EtherCAT Slave 會從 ethernet telegram 讀取資料，並能插入資料交給下一個 slave。由最後一個 slave 將所有 slaves 的資料回傳給第一個 slave，再由第一個 slave 回傳給 master。(在文章中另一部份說最後一個 slave 將資料回傳給 master。這可能和 EtherCAT telelgrams 的兩種結構有關。當採用 EtherCAT Header 時，第一個 Device 會是有 MAC 定址能力的 device。)


EtherCAT Slave 能偵測斷線而將要送給下一站的資料回傳給上一站。作法請見文件。

EtherCAT Slave 也能偵測斷線回復。作法請見文件。

EtherCAT 使用distributed clocks 來保証所有 slaves 的時間一致。Master 每隔一段時間就會送出特別的 telegram 以較正時間。

除了以上所列，EtherCAT 還提供了不同的定址方法，internode 通訊，同時也允許傳送 Ethernet 訊息。詳情請見文件。