RX72M是瑞薩電子適用于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)解決方案的高性能32位微控制器，高達(dá)240MHz主頻和1396CoreMark的性能，帶雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算，專門針對(duì)馬達(dá)控制的三角函數(shù)加速器，可實(shí)現(xiàn)sin、cos、反三角函數(shù)以及開(kāi)方函數(shù)運(yùn)算，支持6通道的Delta-sigma調(diào)制器接口，支持電流環(huán)反饋信號(hào)。RX72M除了常用的外設(shè)接口外，還集成了專用于EtherCAT的ESC接口，可以用于開(kāi)發(fā)EtherCAT IO模組、EtherCAT網(wǎng)關(guān)、EtherCAT步進(jìn)、伺服驅(qū)動(dòng)器，是一款性價(jià)比高的EtherCAT從站硬件，本文將為您介紹瑞薩MCU RX72M在開(kāi)發(fā)EtherCAT應(yīng)用中的Q&A。

什么是EtherCAT jitter？為什么EtherCAT是low Jitter communication？

EtherCAT jitter分主站jitter和從站網(wǎng)絡(luò)jitter；

主站jitter指的是master cycle time jitter，主站EtherCAT通訊周期抖動(dòng)，同時(shí)該參數(shù)也是反映了主站發(fā)送EtherCAT報(bào)文幀抖動(dòng)情況，主站發(fā)送報(bào)文幀的抖動(dòng)情況通常可以通過(guò)特殊工具數(shù)據(jù)抓包來(lái)測(cè)試，反映的是主站的性能/穩(wěn)定性，如下圖是兩個(gè)主站在master cycle time為500us時(shí)的抖動(dòng)情況，圖1有正負(fù)幾十us抖動(dòng)，圖2是1個(gè)us抖動(dòng)以內(nèi)，明顯抖動(dòng)小于圖1。

圖1

圖2

從站網(wǎng)絡(luò)jitter，指的是從站網(wǎng)絡(luò)的同步抖動(dòng)，指的是從站網(wǎng)絡(luò)中第一個(gè)DC從站和最后一個(gè)DC從站的SYNC信號(hào)的時(shí)間偏差，反映的是從站網(wǎng)絡(luò)的同步性能（如圖4兩個(gè)SYNC信號(hào)時(shí)間偏差小于10ns）。

圖3

圖4

Master如何映射各個(gè)slaves？

從站網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)站點(diǎn)由于ESC的存在，物理地址和邏輯地址是對(duì)應(yīng)的，當(dāng)主站掃描后，所有的TxPDO數(shù)據(jù)和RxPDO數(shù)據(jù)就已經(jīng)在整個(gè)報(bào)文幀中分配好了位置，報(bào)文幀會(huì)遍歷所有站點(diǎn)去做數(shù)據(jù)交換（類似高鐵到站上下車）。

圖5

圖6

SSC工具創(chuàng)建的代碼后，如何修改PDO-Map，增加新的變量？

可以通過(guò)手動(dòng)方式修改代碼以及ESI文件，或者SSC工具創(chuàng)建新應(yīng)用，編輯excel表格自動(dòng)生成新文件。

圖7

圖8

Wireshark捕獲ECAT數(shù)據(jù)正確方法？

通過(guò)專用的抓包工具接入網(wǎng)絡(luò)中作為一個(gè)偵聽(tīng)器（硬件延時(shí)ns級(jí)別，可忽略不計(jì)），獲取到的報(bào)文在PC端的wireshark上處理，參考：

https://www.ethercat.org.cn/memberarea/en/knowledge_base_E3DFFB9A73A146DC8C10F7B8896D72F7.htm

圖9

RX72M的ESC接口與PHY連接模式是MII還是RMII?

RX72M的ESC只支持MII模式（部分其他廠商的ESC也僅支持MII）。

圖10

圖11

RX72M EtherCAT同步功能如何使用，如何測(cè)試這個(gè)功能確實(shí)開(kāi)啟了，以及一些指標(biāo)?

同步功能的使用，需要在主站端配置選擇同步模式如圖12，可以通過(guò)抓取數(shù)據(jù)包分析，如有周期性的ARMW的指令，就說(shuō)明DC功能已經(jīng)使能上了。

關(guān)于同步的指標(biāo)，通常是測(cè)試從站網(wǎng)絡(luò)的抖動(dòng)，即使用示波器測(cè)試每個(gè)從站產(chǎn)生的同步信號(hào)SYNC，比較時(shí)間差，網(wǎng)絡(luò)中第一個(gè)從站的SYNC和最后一個(gè)從站的SYNC的時(shí)間差及為最大的同步抖動(dòng)。

圖12

卡片式IO應(yīng)用時(shí)，RX72M是否支持EBUS背板總線技術(shù)？

不支持，EBUS是德國(guó)倍福定義的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，是基于LVDS（Low Voltage Differential Signal，低壓差分信號(hào)）技術(shù)，屬于倍福的專利技術(shù)，不過(guò)基于RX72M的卡片式IO之間也可以是EtherCAT的連接方式，通過(guò)PHY直連（不需要變壓器）的方式連接。

圖13

RX72M作為EtherCAT從站在通訊時(shí)，當(dāng)斷開(kāi)線纜后重新連線，是否能重新進(jìn)入op，自動(dòng)恢復(fù)通訊？

具體取決于主站的功能和從站應(yīng)用邏輯，下圖是twincat主站和RX72M硬件板子數(shù)據(jù)收發(fā)測(cè)試，是可以恢復(fù)建立通訊。

圖14

RX72M支持的最快的Master EtherCAT cycle time是多少？

EtherCAT數(shù)據(jù)幀經(jīng)過(guò)RX72M的ESC接口是小于300ns，所以理論上評(píng)估值65us是ok的，但實(shí)際測(cè)試也取決于主站的性能，要求主站在極限測(cè)試條件下能夠保持master cycle time穩(wěn)定，如果主站周期抖動(dòng)大，會(huì)影響實(shí)際測(cè)試效果。

RX72M上EtherCAT的DC同步機(jī)制是如何實(shí)現(xiàn)的？首先在硬件接口上是否能實(shí)現(xiàn)，是否需要Sync0/Sync1接口？目前我們的方案都沒(méi)有接這兩個(gè)管腳。其次在軟件上我們現(xiàn)有的協(xié)議上是否已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)了？還需要增加什么內(nèi)容嗎？

RX72M硬件板子以及配套的開(kāi)源的ECAT軟件代碼是支持DC功能的，DC功能的使用需要在主站端去使能DC配置；RX72M是MCU+ESC集成于一體的單芯片方案，不是MCU+單獨(dú)ESC芯片方式，因此SYNC信號(hào)引腳不需要單獨(dú)引出接MCU作為外部中斷；軟件中已支持sync0和sync0中斷服務(wù)函數(shù)，只需要在主站中做DC配置，然后在sync中斷服務(wù)函數(shù)中去做應(yīng)用處理，比如數(shù)據(jù)更新發(fā)送等即可。

RX72M上DC同步應(yīng)用中，不同廠商的應(yīng)用算法不同導(dǎo)致時(shí)間開(kāi)銷也不同，比如不同廠商不同的電機(jī)算法時(shí)間，如何保證多軸同步運(yùn)動(dòng)？

EtherCAT同步機(jī)制可以使得從站網(wǎng)絡(luò)不同節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生SYNC信號(hào)時(shí)間偏差是ns級(jí)別，該SYNC信號(hào)作為MCU的中斷信號(hào)，保證中斷信號(hào)的同步，同時(shí)EtherCAT也支持通過(guò)設(shè)置調(diào)整SM中斷和SYNC信號(hào)的間隔時(shí)間（the time between SM and the starting of SYNC）來(lái)保證留有足夠時(shí)間，在SYNC信號(hào)產(chǎn)生之前，已處理完應(yīng)用算法。

RX72M開(kāi)發(fā)板上對(duì)EEPROM芯片大小和型號(hào)要求是什么？

EEPROM size和XML文件的大小密切相關(guān)，取決于ESI文件的內(nèi)容多少。對(duì)于RX72M來(lái)說(shuō)，僅關(guān)系到寄存器ESCMR的PROMSIZE位設(shè)定為0還是1（0：最大到16-Kbit，1：32-Kbit到4-Mbit）。在Smart Configurator中對(duì)應(yīng)了r_ecat_rx Property > Configurations > EEPROM size的值，跟硬件匹配即可。

EEPROM推薦型號(hào)包括：R1EX24016 (16Kbit)，R1EX24032 (32Kbit)，M24C32 (32Kbit)，沒(méi)有任何限定，因EEPROM IIC通信都是通用協(xié)議，size符合應(yīng)用需求即可。

RX72M硬件板上，PHY晶振選用獨(dú)立的，還是用RX72M輸出的25M信號(hào)？

選用獨(dú)立的晶振或者RX72M輸出25M都可以，瑞薩PHY型號(hào)為KSZ8081的硬件板開(kāi)發(fā)板，使用的是RX72M輸出的25MHz的時(shí)鐘。

審核編輯：黃飛

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