现场总线越来越广泛地被应用于工业现场,EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technoloy)总线是其中比较突出的工业以太网总线,它具有同步实时性好、拓扑灵活、数据带宽高等特性。由于嵌入式平台具有扩展性好、稳定性好和成本低的特点,本文提出了基于嵌入式平台实现EtherCAT主站。本文主要研究内容如下:根据EtherCAT协议和EtherCAT主站在工业运动控制的功能需求,提出了基于嵌入式ARM+FPGA的架构来实现EtherCAT主站功能的方案;根据主站的功能分层结构,采用有限状态机的方法实现主站的通讯管理功能,实现了包括配置从站和监测从站的状态等基本功能;为了提高链路层的稳定性和快速响应性,提出了基于FPGA实现EtherCAT主站网卡设备的方案,并根据EtherCAT数据帧回环的特点,采用轮询的方式实现了网卡设备的驱动。为了提高系统的实时性,基于Xenomai构建了实时linux操作系统,并验证了该方案的可行性,同时利用实时任务同步于中断的方式,提高系统的实时性同时实现系统的控制周期的精确性。为了满足运动控制对从站同步控制的要求,提出了一种基于时钟实时补偿总线时间的同步方法,主站通过周期性地发送时钟补偿漂移数据帧,配合从站对总线链路的时间延时的补偿,从而实现EtherCAT主站分布式时钟同步的功能。本文以基于ARM+FPGA的嵌入式运动控制器为硬件平台,测试了EtherCAT主站的兼容性、同步性和实时性等。结果显示本文开发的EtherCAT主站具有兼容通用性,同时具有较好的同步性和实时性。