实时控制技术满足实时工业通信发展的需求——第3部分

电子月

本系列技术文章的第1部分介绍了用于C2000™微控制器（MCU）的EtherCAT从站堆栈解决方案的市场机遇，并介绍了从站堆栈开发快速入门的三个阶段指南。第2部分详细说明了TI C2000 MCU EtherCAT实现的特点和优势。在第3部分中，我们将详细介绍自行开发从站节点应用程序的三个阶段，并介绍TI C2000 controlSUITE™软件中的EtherCAT包如何为每个阶段提供支持。

鉴于EtherCAT技术和C2000 MCU运动控制应用在软件方面有待支持，客户也在此方面提出了请求，TI利用其嵌入式软件开发经验和C2000 MCU架构知识创建了一套软件解决方案，旨在帮助开发IT C2000实时控制MCU的EtherCAT从站节点。软件包将帮助您：

• 评估从站节点的堆栈。
• 验证自定义硬件的正确操作/连接。
• 使用您的硬件和ETG分发的堆栈创建一个完整的从站节点应用程序。
  

第一步：评估C2000 EtherCAT节点（堆栈和硬件）

C2000 EtherCAT技术支持中，包含的第一个软件解决方案旨在让您轻松快速熟悉基本解决方案。利用用于EtherCAT主节点的TwinCAT Pc软件、简易“echoback”示例应用以及EtherCAT从站和C2000 Delfino MCU controlCARD套件，您可在几分钟内在工作台上构建多节点EtherCAT网络。

EtherCAT “slave demo”项目是EtherCAT controlCARD的二进制映像发布，针对包括从堆栈二进制版本在内的C28x CPU进行了优化。因此，您需要做的就是对C2000 MCU进行编程，并将CAT5电缆连接到EtherCAT主站——TwinCAT PC/PLC。

图1：C2000 MCU开箱即用的EtherCAT从站演示和评估解决方案

该评估项目将帮助您回答以下问题：从外部EtherCAT控制器（ET1100）到C2000 MCU的传输延迟是多少？该解决方案对中央处理单元（CPU）带宽要求是多少？硬件抽象层（HAL）和从堆栈的内存占用量是多少？

下载最新的controlSUITE软件后，您可通过在controlSUITE开发套件项目中执行设置文件“EtherCAT_Slave_Demo_Code_v01_00_00_00_setup”来安装演示和评估示例。

第二步：验证您的EtherCAT硬件

第二种软件解决方案让您从基于TI controlCARD工具，转变为帮助您自行开发硬件。EtherCAT社区将可编程控制器的接口称为处理器数据接口（PDI）。您可在适用于高性能MCU的EtherCAT接口参考设计找到并行PDI，“ASYNC16”（C2000 MCU外部存储器接口[EMIF]）和串行PDI（C2000 MCU串行外设接口[SPI]）的参考硬件设计。该软件项目将帮助您验证“从MCU到线路”构建的硬件接口是否正确。

由于硬件抽象层（HAL）测试应用程序（参见图2）可与TwinCAT主节点通信，因此该软件项目可帮助您验证EtherCAT控制器（例如ET1100）的物理PDI接口（EMIF和SPI端口），以及物理层（PHY）和以太网是否都已正确连接。

这种情况下，您无需EtherCAT从站堆栈来验证硬件连接。与第一步中有所不同，HAL测试项目可用作源代码，以帮助验证或使C2000 MCU适用于EtherCAT控制器的其他物理接口。

图2：C2000 MCU HAL测试应用程序

第三步：自行创建EtherCAT从站节点解决方案

最后，如设计人员需要将经验证的硬件与EtherCAT堆栈集成时，EtherCAT应用参考项目提供了一个逐步讲解的示例。该项目包含构建示例EtherCAT从站节点（初始化、HAL、echoback应用程序）所需的源代码。EtherCAT从站堆栈本身除外，您必须通过EtherCAT技术组获得从站堆栈。它作为从站堆栈配置（SSC）工具的一部分进行分发。

图3：C2000 MCU本机EtherCAT从站堆栈参考开发框架

如果您的配置工具版本不支持C2000 MCU，那么controlSUITE项目会包含一个补丁，可在下拉处理器选择对话框中为您提供C2000 MCU（以及ASYNC16和SPI PDI选项）。有关如何使用SSC插入代码的详细信息，请参阅“EtherCAT解决方案参考指南”。

现有两种项目配置可供选择：

• 在代码更改频繁的项目初始阶段，基于随机存取存储器（RAM）的项目通常很有用（编程闪存花费的时间较少）。
• 当代码更加成熟并准备好通过目标C2000 MCU的电源循环进行测试时，基于闪存的项目通常很有用。
  

通过在ControlSUITE软件中发布EtherCAT Slave和C2000 Delfino™MCU controlCARD套件以及EtherCAT解决方案参考，您可快速启动开发直接在C2000 MCU上运行的EtherCAT从站堆栈。