随着制造业的稳健发展,现代产业网络化、分散化、智能化、柔性化程度的不断提高,基于传统工业现场总线技术的运动控制系统存在速度慢、兼容性差等问题,已经渐渐无法满足工业需求。而Ether CAT（Ethernet Control Automation Technology）总线技术以其高传输速率、高实时性、高开放性、多变的拓扑结构等优势,逐渐被市场所青睐,成为运动控制领域研究的新浪潮。本论文在成都某自动化公司的总线式Ether CAT主站控制卡设计研发项目的支持下,对ARM+FPGA架构下的Ether CAT主站进行了深入研究。首先,该主站使用了Leetro i6-1113v1.0作为开发平台,该开发平台搭载了Zynq-7000主芯片,该芯片内嵌了Cortex-A9 ARM处理器以及Kintex-7 FPGA架构,并在Zynq-7000平台上建立了Linux实时操作系统。其次,在该Linux Ubuntu实时操作系统下安装了Ig H Ether CAT Master for Linux主协议栈,在Zynq-7000上实现了Ether CAT主站功能。再次,采用BECKHOFF公司的抓包分析工具ET2000配合封包分析软件Wireshark对本文实现的Ether CAT主站进行性能测试,并对主站通信时间数据进行处理。测试结果表明:本文实现的Ether CAT主站使能单一伺服从站时,通信抖动为440ns。然后,基于本文实现的Ether CAT主站方案,提出了Ig H Ether CAT协议栈发送至FPGA的PDO数据与FPGA发送至总线上PDO数据的对比方法。通过这种比对方法可以验证PDO数据在协议栈至总线这一传输过程中的正确性。最后,由于Ether CAT通信周期极短,在产品开发中对Ether CAT主站性能评估以及异常通信数据定位时,需要涉及大量数据的处理。为了减轻开发人员负担、提高开发人员对系统性能的分析效率,本章针对该问题提出并实现一种基于K-means算法的Ether CAT主站测评系统,通过该系统可以简要评估当前系统通信质量与检测主站报警功能,并定位抖动量异常的通信。