EtherCAT（Ethernet for Control Automation Technology）是一種基于以太網的現場總線技術，主要用于需要高速、實時通信的工業自動化領域，例如：機器人控制系統、數控機床、測試測量設備和汽車產線等。EtherCAT由Beckhoff Automation公司開發并成為IEC 61158標準，目前由EtherCAT技術協會（ETG）推廣。ETG現在擁有數千家的公司成員，這些公司成員提供EtherCAT主節點實現、EtherCAT從節點以及開發工具。

EtherCAT具有傳輸速率高以及網絡拓撲設計靈活的特點，并且具備極高的實時性，可實現主節點與從節點之間的精確同步。在汽車測試中，EtherCAT常被用于臺架控制、傳感器數據采集、電機控制以及IO組件控制等應用。在使用CANoe進行仿真測試時，通過CANoe.For EtherCAT中的相關功能可以輕松地將第三方設備集成到測試系統中。

EtherCAT工作方式

EtherCAT主節點發送一個幀信息，該信息會依次經過每個從節點。信息經過從節點時，從節點無需將整包數據解碼，而是直接讀取相應的編址數據提取與自己相關的信息，并在傳給下一個從節點時插入需要輸出的數據。整個過程僅會產生幾納秒的延遲。當報文到達最后一個從節點檢測到開放端口時，以全雙工方式返回主節點。

由于發送和接收的以太網幀中壓縮了大量的設備數據，所以有效數據率可達90%以上。借助100 Mb/s TX的全雙工特性，EtherCAT的有效數據率甚至可以超過100 Mb/s。

EtherCAT主節點是單個網絡內唯一允許主動發送EtherCAT報文的節點，其他所有從節點僅將報文向下游轉發。這種機制可以防止不可預測的延遲，確保系統的實時性。EtherCAT可以實現廣播、多播和點對點多種通訊方式。

EtherCAT主節點使用標準以太網介質訪問控制器（MAC），無需額外的通信處理器。因此EtherCAT可以輕松部署在任何具有以太網端口的硬件平臺上。

CANoe中的EtherCAT應用

CANoe.For EtherCAT支持仿真EtherCAT主節點，以及將EtherCAT從節點集成到CANoe中。CANoe提供專門的EtherCAT配置頁面，在完成配置后會自動生成對應的系統變量，用戶通過讀寫這些系統變量就可以訪問從節點。CANoe的分析窗口、面板和測試腳本都可以用于EtherCAT的仿真、測試、記錄和分析。在運行過程中，用戶可以通過EtherCAT診斷窗口直接訪問從節點，便于在通信出現問題時進行故障排查。

CANoe最多可以仿真兩個EtherCAT主節點，從而在兩個獨立的EtherCAT網絡中控制從節點模塊。由于CANoe還支持多種其他總線通信，因此也可作為EtherCAT網關使用。目前CANoe無法直接仿真從節點并將其集成到其他EtherCAT網絡中。如果想實現CANoe與其他EtherCAT主節點進行通信，需額外使用EtherCAT橋接終端設備（如Beckhoff EL6695），即可與外部主節點進行雙向數據交換。

CANoe中的配置

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使用EtherCAT功能首先需要安裝EtherCAT驅動（驅動在CANoe安裝目錄\Installer Additional Components\EtherCAT\Driver下），目前僅支持特定的網絡適配器（可用的網絡適配器芯片參考鏈接CANoe.For EtherCAT）。然后將EtherCAT從節點通過網線連接到該網絡適配器。

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在Hardware->For EtherCAT->MainDevice菜單打開“Configurator for EtherCAT”：

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在配置工具中打開File->ESI Manager，并添加ESI/ENI文件（如果ESI Files列表中已經包含要使用的EtherCAT從節點的配置信息，則無需添加）。該文件包含EtherCAT從節點的初始化和配置信息，是CANoe與EtherCAT從節點通信的必要文件，通常由設備生產廠商提供。

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掃描連接的從節點，如果通信正常則會自動生成從節點列表。

配置完成后，CANoe會自動生成相關系統變量。在從節點下的系統變量中，命名空間Out對應CANoe可以給從節點發送的信號，可以修改其數值；命名空間Task對應從節點發送給CANoe的信號，可以在Trace、Graphic等窗口觀測。

EtherCAT故障診斷

CANoe提供EtherCAT診斷窗口，通過該窗口可以實現故障排查、參數修改、文件傳輸等多種功能。

在該窗口中可以查看與從節點的連接狀態，切換從節點的狀態機以及檢查軟硬件的故障狀態。在診斷對話框中會顯示運行信息。當單個從節點失效或電纜連接有缺陷等導致EtherCAT通信出現問題時，可以快速定位和排除快速故障。

總結

以上是CANoe對EtherCAT的支持，可以方便地將EtherCAT設備集成到CANoe測試平臺中，不僅拓展了CANoe自動控制第三方設備的能力，在測試過程中還可以確保通信總線、VT System與EtherCAT設備具有統一的時間戳，提高了測試系統的集成度以及控制的便捷性。