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基于嵌入式模块comX的EtherCAT从站的设计与实现
1.引言
嵌入式系统在工业控制，医疗设备，交通运输等领域得到了广泛应用，其中以工业控制为最为常见。而EtherCAT作为一种高性能实时以太网协议，被越来越多的工业控制系统采用。本文将介绍基于嵌入式模块comX的EtherCAT从站的设计与实现，并详细说明实现过程的具体步骤。
2.设计要求
本次设计要求实现一个基于嵌入式模块comX的EtherCAT从站，具体要求如下：
1.支持EtherCAT从站协议标准。
2.支持硬件空间和硬件方向的自动寻址。
3.支持同步数据采集和交换。
4.支持配置和参数读取。
3.设计方案
3.1硬件选型
本设计将采用基于Xilinx公司的Zynq芯片的嵌入式模块comX作为核心硬件平台。该模块集成了ARM双核处理器和FPGA芯片，在性能和资源占用方面都符合本次设计的要求。
3.2EtherCAT从站协议标准
EtherCAT从站协议标准由EtherCAT技术协会（ETG）制定。下面是EtherCAT从站协议标准的主要特点：
1.采用以太网物理层标准。
2.将数据处理等任务通过CPU进行。
3.支持硬件空间和硬件方向的自动寻址。
4.支持数据同步功能和配置参数读取功能。
3.3系统架构
为了实现EtherCAT从站协议标准，本次设计采用了以下系统架构：
1.CPU主控制器
负责接收并解析来自EtherCAT总线上的数据帧，并将数据交给FPGA芯片进行处理。
2.FPGA芯片
负责对接收到的数据进行分析并完成进一步的处理操作，包括：通信周期计时，数据采集和数据交换，配置和参数读取等。
3.4系统实现步骤
1.硬件平台设计
本次设计选用了Xilinx公司的Zynq芯片套件，通过使用VivadoDesignSuite软件来完成硬件平台设计。Zynq芯片套件集成了ARM核心和FPGA硬件，并且提供了大量的I/O接口，这非常适合作为EtherCAT从站的开发平台。
2.开发软件平台
本设计将采用C++进行软件开发，使用VisualStudio2015作为开发环境，针对comX所提供的SDK进行二次开发。在软件平台中，将实现EtherCAT从站协议标准，在其中实现硬件自动寻址，数据同步和配置参数读取等功能。
3.测试
本设计采用EtherCAT总线上的EtherCATMaster进行测试，测试主要包括数据同步，数据采集和数据交换以及配置和参数读取等功能的测试。
4.结论
本设计实现了基于嵌入式模块comX的EtherCAT从站设计与实现。通过对硬件和软件平台密切结合的设计，可以实现自动寻址，数据同步，数据采集和配置参数读取等功能。并且针对这些功能也进行了相关的测试验证，系统运行效果较为稳定可靠，符合应用需求，具有一定的实用价值。