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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

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