工业自动化和工厂智能化对原有的总线系统提出了新的要求。传统工业现场总线存在速度慢、布线复杂、兼容性差等诸多问题,受制于系统先天缺陷,很难通过升级换代来解决。在此背景下德国倍福公司发布的EtherCAT孕育而生。它克服了传统工业总线的缺点,具有连接简单、速率高、吞吐量大、经济可靠等诸多优点。当前国内国际上主站开发一般都是从倍福公司购买源码,在倍福公司认证的硬件平台上进行二次开发,这样硬件成本高且受限于知识产权。本文实现了运动控制器板卡上的的EtherCAT主站功能,从硬件平台的搭建到软件开发均是根据行业公开的标准自行研究,这样就大大降低了购买源码的成本。硬件层面,本文按照模块化的思想,分别说明了各个模块的整体设计与电路实现。具体而言,本文选取ADI的BF533作为硬件构成的处理核心。再根据BF533的EBIU存储控制器来构建外部存储模块,围绕PLL时钟控制搭建时钟电路模块,根据EtherCAT网络通信的需求实现通信电路,此外为了保证以上模块电路的正常工作设计了电源模块和外围扩展模块。软件层面,本文先从层级结构、帧格式、寻址方式、运行原理等方面介绍了EtherCAT的基本原理。然后从五个基本功能模块,实现了EtherCAT主站的数据链路层、物理层和应用层子协议。其中网卡驱动模块连接了物理层和数据链路层,实现了对硬件网卡的识别与调用;通信原语模块和核心功能模块实现了基本通信功能,这部分属于数据链路层;CANopen模块实现了COE子协议,它和从站配置模块同属于应用层。考虑到主站程序运行的可靠性和维护需求,本文采用在硬件控制器上搭载uClinux系统,然后在该系统下运行主站程序的方式最后,本文对硬件平台和uClinux系统做了测试,在保证硬件和系统正常的前提下,在uClinux下运行了主站软件,实现了对从站状态转换的控制。