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本文由 RT-Thread 论坛用户 @lg28870983 原创公布：https://club.rt-thread.org/as…
1．背景
最近打算 DIY 一个 EtherCAT 控制器，始终在看材料和选型，初步定了 NUC980 的计划，次要是看中 NUC980 的 RAM 比拟大，洽购还算不便（最近缺芯，大家都懂）。
选定硬件之后，NUC980 跑什么零碎呢？从以往教训来看，ARM9 个别跑 linux 比拟多，资源也好找，同时官网提供 BSP。但这次工作有点非凡，EtherCAT 对实时性要求比拟高，linux 不是最合适的。联合 MCU 开发教训，就筹备上个 RTOS，以前 M3 和 M4 的芯片，次要用 FreeRTOS，最近也开始用 RT-Thread。新唐官网也推出了 NUC980 的 RT-Thread 版 BSP，对开发者十分敌对，最终决定了 NUC980+RT-Thread 的计划。
刚好最近官网有个 DIY 我的项目官网流动，就报了名。
2．EtherCAT 主站软件计划
EtherCAT 自身还是比较复杂的，咱们就不本人造轮子了，思考用开源计划，毕竟硬件老本这么低，商用计划是真的用不起啊！
当初开源主站次要就两种，SOEM 和 IGH（相干的材料网上很多，这儿就不开展了），IGH 只反对 linux，所以只能选 SOME，最新版本是 SOEM1.4，本次移植就基于该版本。
3. 移植过程
3.1 RT-Thread 下载
本次移植基于最新公布的 release4.1.0, 这个能够到 github 下载，最近 Gitee 也更新了。移植 EtherCAT 之前，首先把 Nuvoton 的 BSP 跑起来。这个参考官网的文档就能够了。
3.2 Some 移植
下载 soem-1.4.0，将整个目录放在 rt-thread 我的项目里，下图是我的目录，供参考
在 some-1.4.0 及其子目录中须要手工编辑 SConscript 脚本，这儿就不开展了。后续我把源码打包发上来。
Some 移植次要是三个文件 osal.c，oshw.c 和 nicdrv.c。
osal.c 次要是微秒及的延时和定时函数；
oshw.c 次要是网络端和本机端数据的大小端转换；
nicdrv.c 次要是网络数据收发。
Some 曾经给出了很多操作系统移植，我的移植是基于 rtk，这个是嵌入式零碎，和咱们的开发环境最靠近。
3.2.1 osal.c 移植
次要内容是实现 osal_usleep 和 osal_gettimeofday 两个函数。
我开始思路是自定义一个定时器用于 EtherCAT，过后用了 Timer4。等实现差不多了，发现零碎时钟用的是 Timer5，很多中央性能反复。最终和零碎共用 Timer5，省了个 Timer，代码也简化了不少。上面就是改变过的相干代码，osal_timer_init 这个初始化函数要在启动 EhterCAT 性能之前调用。
static rt_uint32_t us_ticks;
void osal_timer_init(void)
{rt_uint32_t cmp = ETIMER_GetCompareData(5);
us_ticks = 1 * cmp / (1000000 / RT_TICK_PER_SECOND);
rt_kprintf("rt-thread hwtimer5 1us = %d ticks\n", us_ticks);
}
int osal_usleep (uint32 usec)
{//udelay(usec);
/*ajustment for precision*/
//usec -= usec / 4080;
usec -= usec / 1500;
/*rt_hw_us_delay work for a delay less than 16us*/
do{if(usec>=1000)
{rt_hw_us_delay(1000);
usec -= 1000;
}else{rt_hw_us_delay(usec);
usec = 0;
}
}while(usec>0);
return 0;
}
int osal_gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz)
{// return gettimeofday(tv, tz);
RT_ASSERT (tv != NULL);
rt_uint32_t timer_tick,rt_tick;
rt_base_t level = rt_hw_interrupt_disable();
timer_tick = ETIMER_GetCounter(5);
rt_tick = rt_tick_get();
rt_hw_interrupt_enable(level);
tv->tv_sec = rt_tick/1000;
tv->tv_usec = (rt_tick % 1000)*1000 + timer_tick / us_ticks;
return 0;
}
3.2.2 oshw.c 移植
不需做什么工作。
3.2.3 nicdrv.c 移植
次要批改就是调用本人的网络发送和接管函数，我把它们命名为 net_send 和 net_recv。这两个函数最好的实现是间接操作网卡（或者叫 emac），我当初的实现参考了 tcpdump 的办法，在协定栈中加钩子（hook）实现，这样对原来零碎影响最小，网口除了 EtherCAT，还能够当失常的网口用。
ecx_setupnic 函数中创立 mutex（这个依照 rt-thread 格局改一下即可），装置网络钩子
ecx_closenic 函数中删除 mutex，卸载网络钩子。
3.2.4 net_hook.c 实现
次要实现 EtherCAT 数据帧收发，两头加了个环形缓冲区用于接管。具体原理就是在网卡加个钩子函数，有数据来的时候先通过钩子函数，咱们把 EtherCAT 数据帧截住，不传给原来的 lwip 协定栈；如果要发送数据，就间接调用发送函数，绕过 lwip 协定栈。这样也不影响 lwip 协定栈工作。
具体实现见附件。
3.2.5 some 根本功能测试
采纳官网的 slave_info 测试代码，测试次要分为时钟测试和 soem EtherCAT 协定栈根本功能测试。在终端中输出 soem_test + 回车即可。
我接了一个汇川 IS620N 驱动器，上面是输入的局部内容：
Slave:1
Name:IS620N
Output size: 96bits
Input size: 224bits
State: 4
Delay: 0[ns]
Has DC: 1
DCParentport:0
Activeports:1.0.0.0
Configured address: 1001
Man: 00100000 ID: 000c0108 Rev: 00010001
SM0 A:1000 L: 128 F:00010026 Type:1
SM1 A:1400 L: 128 F:00010022 Type:2
SM2 A:1800 L: 12 F:00010064 Type:3
SM3 A:1c00 L: 28 F:00010020 Type:4
FMMU0 Ls:00000000 Ll: 12 Lsb:0 Leb:7 Ps:1800 Psb:0 Ty:02 Act:01
FMMU1 Ls:0000000c Ll: 28 Lsb:0 Leb:7 Ps:1c00 Psb:0 Ty:01 Act:01
FMMUfunc 0:1 1:2 2:0 3:0
MBX length wr: 128 rd: 128 MBX protocols : 04
CoE details: 0d FoE details: 00 EoE details: 00 SoE details: 00
Ebus current: 0[mA]
only LRD/LWR:0
4. 静止管制测试
根底工作做好当前，咱们就能真正的管制电机运行了。在管制电机运行之前，还须要理解 CIA402 相干的标准，启动伺服须要依照标准要求，按程序来。
程序次要流程如下，具体代码见附件。
a)初始化时钟 osal_timer_init
b)初始化网卡 ec_init
c)期待进入 INIT 态
d)初始化驱动器（is620n）ec_config_init
e)DC 配置
f)申请并期待进入 Pre-OP 态
g) 配置过程数据 TxPDO/RxPDO（自定义函数 process_data_config）
h)配置 FMMU ec_config_map
i)申请并期待进入 Safe-OP 态
j)设置 CSP 模式
k) 发送和接管过程数据 1 次，触发 SLAVE
l)申请并期待进入 OP 态
m)进入过程数据收发循环
在进入数据数据收发循环后，按秩序发送管制字启动伺服（6040h 发送 6，7 和 15），而后就能够一直发送新的管制地位让电机转起来了！
5. 总结
整个移植过程还是充斥了挑战，次要也是因为往年才开始接触 EtherCAT，很多概念是边学边用，网上也参考了不少同学的帖子。很多人反馈汇川的伺服用 SOEM 驱动 DC 同步模式总是有问题，的确遇到了很多奇奇怪怪的问题。通过这两个月的折腾，总算开了个头，根底打好了。
下一步可优化的就是当初的网络移植改用间接操作 emac，这样能够缩小网络抖动。
附件程序里还参考本站贴子移植了 uffs 文件系统，编译如果有问题，可能还须要下载 uffs、ramdisk、optparse 和 netutils 包。
链接: https://pan.baidu.com/s/1uWbi…
提取码: wdtt
SOEM 曾经提交 PR #1260，期待通过。有问题可通过本帖留言或邮件分割我，大家一起改良。
