Beckhoff EtherCAT-超高速以太网I/O

以太网有100M的高速性，但是，现行的各种工业以太网并没有充分利用其带宽资源。EtherCAT充分利用了I/O层的带宽，使得其处理1000个数字量I/O 只需30微秒，处理200个16位模拟量信号只需50微秒，即取样频率达到20 kHz。EtherCAT系统不仅速度快，布线也非常容易，并且对其他协议有很好的兼容性和开放性，因此可以打破其他现场总线的瓶颈。这种实时以太网协议非常适合要求实现快速控制的应用场合，如机器人、包装机械、板材加工，特别是基于PC的控制系统。　　
　　　　
EtherCAT的另一个优势是，它采用标准的以太网卡而无需专用接口卡，这样可以大幅度降低成本。其拓扑结构可以是常用的成本较高的星形结构，也可以是简单而低成本的线形结构或树形结构；EtherCAT可以用双绞线或光缆作为传输介质，非常灵活。

EtherCAT如何达到如此高性能？
　　　　
首先，EtherCAT采用一种优化的协议，它直接在以太网帧内传输。此协议可由多个子报文组成，每个子报文服务于逻辑过程映像区的一个特定的存储区，该逻辑映像区最大可达4GB。此映像区可以自由设定。数据直接在I/O端子里被拷贝到映像区内某个选定的位置：这使得没有必要在主站中添加映像。映像区的数据通过DMA (Direct Memory Access)进入PC，减轻了CPU负担，提高了性能。　　
　　　　
另外，EtherCAT的每一个端子都嵌入了Beckhoff的ASIC芯片，此芯片中的FMMU (Fieldbus Memory Management Unit)可以使直接发送至端子的数据直接读取并处理。普通网卡通过TwinCAT Y Driver将实时以太网数据与普通以太网数据分流，这种分流是靠以太网贞的优先级不同来实现的，从而保证了以太网的实时性能。