沈阳新松机器人自动化股份有限公司，辽宁丰田金杯技师学院，辽宁沈阳  110168
　　摘要：EtherCAT是以以太网为基础的工业现场总线，具有拓扑灵活，配置简单，数据传输实时性、同步性好等优点。本文介绍了Ethercat从站的基本结构，并以ET1100芯片为实现伺服驱动器从站核心芯片，对其硬件电路设计进行了详细的描述。
　　关键词：EtherCAT;伺服驱动器;硬件电路;ET1100
　　引言：
　　随着伺服系统对动态响应和控制精度的要求不断提高，实际系统间传递信息的规模和负责度也不断增加，这给运动控制系统提出了更高的要求，将工业以太网技术运用于伺服驱动系统中，使系统实现高速，高精同步协调控制成为可能。EtherCAT作为一种工业以太网协议，具有全双工通信，数据传输具有高速、高效的特点。[1]
　　本文采用Beckoff公司推出的ET1100芯片负责数据链路层部分。通过硬件机制完成主站和从站之间的数据交换，当EtherCAT数据报文经过从站节点时ET1100芯片对EtherCAT数据报文进行读取或者插入[2]。本设计中采用TI的微处理器TMS320F28335芯片负责应用层部分。
　　1 硬件电路的整体结构
　　伺服驱动器EtherCAT从站的硬件设计主要包括两部分：电机控制部分硬件设计和EtherCAT通信部分硬件设计，本文主要研究EtherCAT通信部分硬件设计。EtherCAT从站节点硬件电路主要包含ET1100外围电路，PHY芯片外围电路，PDI接口和物理端口通信配置电路等。TMS320F28335作为从站节点CPU与ET1100芯片之間采用并行接口方式交换数据;整体接口结构框图如下所示：从站上电时由主站根据EEPROM存储的数据配置ET1100。以太网口PHY0实现与主站之间的通信，接收主站下行报文和发送上行报文给主站，以太网口PHY1实现与下一个从站之间的通信。
　　2网络接口设计
　　EtherCAT协议和标准的以太网协议完全兼容，所以EtherCAT不需要专门的物理层连接设备，使用普通以太网的物理层连接设备即可。主要包括RJ45连接器，隔离变压器和物理层的PHY芯片。本文中网络接口由网卡芯片KSZ8081MNX和内置隔离变压器的双口RJ45组成，详细电路如图2，图3所示：
　　ET1100提供4个物理层接口支持MII和ebus接口两种类型，接口的数目和类型通过p_mode[1：0]和p_conf[3：0]用上拉电阻的方式进行配置，本设计中采用port0和port1，配置成MII接口。ET1100与DSP之间采用并口总线方式进行数据交互，采用15位地址总线和16位数据总线。ET1100具有一个I2C总线的EEPROM接口，最大支持4Mb的存储空间。
　　ET1100电路详细设计如下图所示：
　　结束语：
　　EtherCAT是一种具有高速性和高实时性的以太网现场总线，是运动控制及工业机器人不可或缺的高速通信手段。本文以TMS320F28335芯片为主控制芯片，以ET1100为从站控制器对EtherCAT伺服从站的硬件电路及软件程序架构进行了设计，该设计具有较高的实时性和通用性。
　　参考文献
　　[1] 廖平，刘晓明.基于EtherCAT通信的伺服电机驱动系统设计[J].仪表技术与传感器，2019，12：77-81.
　　[2] 史殿坤. 基于STM32的工业以太网EtherCAT从站的设计和实现[D].哈尔滨工业大学，2012，12.