實時控制技術滿足實時工業(yè)通信發(fā)展的需求——第3部分

本系列技術文章的第1部分介紹了用于C2000?微控制器（MCU）的EtherCAT從站堆棧解決方案的市場機遇，并介紹了從站堆棧開發(fā)快速入門的三個階段指南。第2部分詳細說明了TI C2000 MCU EtherCAT實現(xiàn)的特點和優(yōu)勢。在第3部分中，我們將詳細介紹自行開發(fā)從站節(jié)點應用程序的三個階段，并介紹TI C2000 controlSUITE?軟件中的EtherCAT包如何為每個階段提供支持。

鑒于EtherCAT技術和C2000 MCU運動控制應用在軟件方面有待支持，客戶也在此方面提出了請求，TI利用其嵌入式軟件開發(fā)經(jīng)驗和C2000 MCU架構知識創(chuàng)建了一套軟件解決方案，旨在幫助開發(fā)IT C2000實時控制MCU的EtherCAT從站節(jié)點。軟件包將幫助您：

• 評估從站節(jié)點的堆棧。

• 驗證自定義硬件的正確操作/連接。

• 使用您的硬件和ETG分發(fā)的堆棧創(chuàng)建一個完整的從站節(jié)點應用程序。

第一步：評估C2000 EtherCAT節(jié)點（堆棧和硬件）

C2000 EtherCAT技術支持中，包含的第一個軟件解決方案旨在讓您輕松快速熟悉基本解決方案。利用用于EtherCAT主節(jié)點的TwinCAT Pc軟件、簡易“echoback”示例應用以及EtherCAT從站和C2000 Delfino MCU controlCARD套件，您可在幾分鐘內(nèi)在工作臺上構建多節(jié)點EtherCAT網(wǎng)絡。

EtherCAT “slave demo”項目是EtherCAT controlCARD的二進制映像發(fā)布，針對包括從堆棧二進制版本在內(nèi)的C28x CPU進行了優(yōu)化。因此，您需要做的就是對C2000 MCU進行編程，并將CAT5電纜連接到EtherCAT主站——TwinCAT PC/PLC。

圖1：C2000 MCU開箱即用的EtherCAT從站演示和評估解決方案

該評估項目將幫助您回答以下問題：從外部EtherCAT控制器（ET1100）到C2000 MCU的傳輸延遲是多少？該解決方案對中央處理單元（CPU）帶寬要求是多少？硬件抽象層（HAL）和從堆棧的內(nèi)存占用量是多少？

下載最新的controlSUITE軟件后，您可通過在controlSUITE開發(fā)套件項目中執(zhí)行設置文件“EtherCAT_Slave_Demo_Code_v01_00_00_00_setup”來安裝演示和評估示例。

第二步：驗證您的EtherCAT硬件

第二種軟件解決方案讓您從基于TI controlCARD工具，轉變?yōu)閹椭孕虚_發(fā)硬件。EtherCAT社區(qū)將可編程控制器的接口稱為處理器數(shù)據(jù)接口（PDI）。您可在適用于高性能MCU的EtherCAT接口參考設計找到并行PDI，“ASYNC16”（C2000 MCU外部存儲器接口[EMIF]）和串行PDI（C2000 MCU串行外設接口[SPI]）的參考硬件設計。該軟件項目將幫助您驗證“從MCU到線路”構建的硬件接口是否正確。

由于硬件抽象層（HAL）測試應用程序（參見圖2）可與TwinCAT主節(jié)點通信，因此該軟件項目可幫助您驗證EtherCAT控制器（例如ET1100）的物理PDI接口（EMIF和SPI端口），以及物理層（PHY）和以太網(wǎng)是否都已正確連接。

這種情況下，您無需EtherCAT從站堆棧來驗證硬件連接。與第一步中有所不同，HAL測試項目可用作源代碼，以幫助驗證或使C2000 MCU適用于EtherCAT控制器的其他物理接口。

圖2：C2000 MCU HAL測試應用程序

第三步：自行創(chuàng)建EtherCAT從站節(jié)點解決方案

最后，如設計人員需要將經(jīng)驗證的硬件與EtherCAT堆棧集成時，EtherCAT應用參考項目提供了一個逐步講解的示例。該項目包含構建示例EtherCAT從站節(jié)點（初始化、HAL、echoback應用程序）所需的源代碼。EtherCAT從站堆棧本身除外，您必須通過EtherCAT技術組獲得從站堆棧。它作為從站堆棧配置（SSC）工具的一部分進行分發(fā)。

圖3：C2000 MCU本機EtherCAT從站堆棧參考開發(fā)框架

如果您的配置工具版本不支持C2000 MCU，那么controlSUITE項目會包含一個補丁，可在下拉處理器選擇對話框中為您提供C2000 MCU（以及ASYNC16和SPI PDI選項）。有關如何使用SSC插入代碼的詳細信息，請參閱“EtherCAT解決方案參考指南”。

現(xiàn)有兩種項目配置可供選擇：

• 在代碼更改頻繁的項目初始階段，基于隨機存取存儲器（RAM）的項目通常很有用（編程閃存花費的時間較少）。

• 當代碼更加成熟并準備好通過目標C2000 MCU的電源循環(huán)進行測試時，基于閃存的項目通常很有用。

通過在ControlSUITE軟件中發(fā)布EtherCAT Slave和C2000 Delfino?MCU controlCARD套件以及EtherCAT解決方案參考，您可快速啟動開發(fā)直接在C2000 MCU上運行的EtherCAT從站堆棧。