Linux下的EtherCAT主站环境搭建和通信测试

一：SOEM主站环境搭建

1.SOEM主站源码拉取

git clone https://github.com/OpenEtherCATsociety/SOEM.git

出现下图就说明拉取成功了

2.环境变量配置 

先建立buid构建文件夹，输入下面的指令

mkdir -p build && cd build

此时会进入到build文件夹下，然后需要安装一下cmake，因为SOEM主站是由cmake构建的。输入下面的指令安装cmake

sudo apt install cmake

出现下这个就代表已经安装成功了。

 然后就是最关键的环境变量的配置。

输入下面的指令。

cmake .. \-DCMAKE_C_COMPILER="/home/meetyoo/t113/Tina-Linux/prebuilt/gcc/linux-x86/arm/toolchain-sunxi-musl/toolchain/bin/arm-openwrt-linux-muslgnueabi-gcc" \-DCMAKE_CXX_COMPILER="/home/meetyoo/t113/Tina-Linux/prebuilt/gcc/linux-x86/arm/toolchain-sunxi-musl/toolchain/bin/arm-openwrt-linux-muslgnueabi-g++" \-DCMAKE_SYSTEM_NAME=Linux \-DCMAKE_SYSTEM_PROCESSOR=arm \

在这里需要注意，路径和编译器要修改为自己的。

出现下图就代表配置成功了。

3.编译SOEM

直接make就行，出现下面的图片就代表编译成功了。

4.测试可执行文件

先用adb发送到自己的板子，adb push test ...一下

然后进入下面的文件下

cd test/linux/simple_test/

 该文件下有一个测试文件

 输入./测试一下，会出现下面的界面

这个时候挑选自己的网口就行

./simple_test eth0

这个时候就会出现下面的内容，就代表成功了，我没有接从站，所以就显示找到。

二：主从站通信测试

在进行测试前确保主从站已经连接，且主站网口能正常开启！！！

1.EtherCAT从站信息获取

还是进入到测试demo的目录下，cd slaveinfo/进入目录下。

执行下面这条指令

./slaveinfo eth0

执行完之后就能看见从站的配置信息。

2. 信息解读：

1. 整体环境与主站初始化

• SOEM (Simple Open EtherCAT Master)：明确工具基于 SOEM 库，用于操作 EtherCAT 主站。
• ec_init on eth0 succeeded.：主站在网口 eth0 初始化成功，EtherCAT 通信链路已建立。
• 1 slaves found and configured.：扫描到 1 个从站设备，且完成配置（主站与从站完成数据交互、参数协商 ）。
• Calculated workcounter 3：工作计数器（WKC）值为 3，用于校验数据完整性，稳定非零值说明通信正常（无丢包、CRC 错误 ）。

2. 从站（Slave:1）核心参数

基本标识：

• • Name:SSC-Device：从站名称（通常是设备固件定义，这里是 “SSC 设备”，SSC 是 EtherCAT 从站协议栈常见实现 ）。
  • State: 4：从站状态码，4 一般对应 OP（Operation，运行）状态，说明从站已就绪、可正常交互过程数据。
  • Has DC: 1：支持 分布式时钟（DC），用于 EtherCAT 多从站高精度同步。

• IO 数据尺寸：

  • Output size: 16bits：主站→从站的输出数据区大小（16 位，即 2 字节，主站发控制指令、设定值的区域 ）。
  • Input size: 48bits：从站→主站的输入数据区大小（48 位，即 6 字节，从站反馈状态、传感器数据的区域 ）。

• 内存映射（SM、FMMU）：

  • SM0~SM3（Sync Manager，同步管理器 ）：定义从站内存区与主站的数据交互规则（地址 A:、长度 L:、功能 Type 等 ），比如 SM2 A:1100 L: 2 代表 2 字节的输出数据区，SM3 A:1400 L: 6 代表 6 字节的输入数据区。
  • FMMU0~FMMU1（Fieldbus Memory Management Unit，现场总线内存管理单元 ）：映射从站本地内存到 EtherCAT 逻辑地址，实现主站对从站数据的 “直接访问”，Ls（本地地址）、Ps（过程数据地址） 定义了映射关系。

• 其他协议支持：

  • CoE details: 23：支持 CoE（CAN over EtherCAT），可通过对象字典配置从站参数（类似 CANopen 的对象字典机制 ）。
  • Ebus current: 0[mA]：从站总线电流消耗

3.数据采集测试

还是返回到linux目录下，cd simple_test/目录下

指向下面的指令进行测试

./simple_test eth0

这个时候会出现如下信息。

4.信息解读 

1. 固定前缀与循环计数

Processdata cycle 是 “过程数据循环” 的标识，5313/5314… 是循环计数，代表 EtherCAT 主站周期性读取从站数据的轮次，体现通信的实时性（主站以固定周期与从站交互数据）。

2. WKC（Working Counter）

WKC 3 是工作计数器，用于校验数据完整性：主站发送指令后，从站返回有效数据时 WKC 会递增 。这里稳定为 3，说明数据交互流程正常（无丢包、无 CRC 校验错误等）。

3. 寄存器 / 数据段（O:、I:）

• O: 00 00：通常是 主站→从站的输出数据（Output），十六进制形式，代表主站发给从站的控制指令 / 设定值（比如控制电机启停、调速的参数）。
• I: 00 00 00 80 或 I: 00 00 00 00：是 从站→主站的输入数据（Input），同样是十六进制，代表从站反馈的状态（比如传感器数值、设备运行状态位）。其中 80 这类非零值，可能对应特定功能的 “状态标志位”（比如某一路开关量输入为高电平）。

4. 轴 / 通道标识（f3 0d、f4 0d）

f3 0d/f4 0d 是 从站设备的逻辑地址或通道编码，不同的 f3/f4 可能对应不同轴、不同模块（比如机器人的多个关节、产线的多组传感器），用于区分数据所属的物理通道。

5. 时间戳（T: 33482827161844238…）

T: 后是时间戳（一般是主站的高精度计时），记录数据交互的精确时刻，用于分析通信延迟、同步多设备时序。

简单说，这是 EtherCAT 总线里 “主站周期性读写从站 IO 数据” 的实时日志，能帮调试：

• 看 WKC 是否稳定，判断通信是否丢包；
• 分析 I:/O: 的数值变化，验证控制指令是否下发、设备状态是否正确反馈；
• 结合 cycle 计数和时间戳，排查实时性问题（比如周期是否漂移） 。
  如果是调试阶段，重点关注 I:/O: 的数值是否符合预期功能（比如发指令后 O: 变化、设备动作后 I: 反馈对应标志位）。

三：SOEM的eeprom tool工具使用

eepromtool 是 SOEM 提供的命令行工具，专门用于读写、配置 EtherCAT 从站设备的 EEPROM 数据。

1.指令信息解读

还是进入到linux目录下，cd eepromtool/进入到该目录下。执行下面的指令

./eepromtool

会出现如下信息

• ifname：EtherCAT 主站绑定的网口，如 eth0。
• slave：从站编号（EtherCAT 网络中从站的顺序，1..n ，比如第 1 个从站填 1 ）。
• OPTION：操作选项，常用功能：
  • -i：显示 EEPROM 信息（读取并打印从站 EEPROM 里的设备标识、参数摘要 ）。
  • -walias：写入从站别名（给从站设置 Alias，方便主站通过别名而非编号寻址 ）。
  • -r/-ri：读取 EEPROM（-r 输出二进制，-ri 输出 Intel Hex 格式，用于备份数据 ）。
  • -w/-wi：写入 EEPROM（-w 用二进制文件写入，-wi 用 Intel Hex 文件写入，用于烧录参数 ）。

 2.从站EEPROM数据读取测试

输入下面的指令

./eepromtool eth0 1 -i

会打印如下信息

3.信息解读

1. 基本通信与从站发现

• ec_init on eth0 succeeded.：主站在网口 eth0 初始化成功，与 EtherCAT 网络建立通信。
• 1 slaves found.：网络中检测到 1 个从站设备（编号为 1）。

2. 从站 EEPROM 核心参数

PDI（Process Data Interface）控制与配置

• PDI Control : 0E05
  PDI 控制寄存器值，用于配置过程数据接口的工作模式（如数据交换方式、同步机制）。
• PDI Config : 4403
  PDI 配置寄存器值，定义过程数据的结构（如输入 / 输出数据长度、分布）。

从站寻址与校验

• Config Alias : 0000
  从站别名（Alias），当前未设置（值为 0）。别名可简化主站对从站的寻址（替代默认编号）。
• Checksum : 0052
calculated : 0052
  EEPROM 校验和（CRC），用于验证 EEPROM 数据完整性。当前值与计算值一致，说明数据未损坏。

设备标识

• Vendor ID : 00000009
  厂商 ID，00000009 对应 Beckhoff Automation（倍福自动化，EtherCAT 技术的主要推动者）。
• Product Code : 26483052
  产品代码（16 进制 0x194806C），标识具体设备型号（需查厂商文档确认）。
• Revision Number : 00020111
  设备版本号（可能表示硬件 / 固件版本）。
• Serial Number : 00000000
  序列号，当前为 0（可能设备未设置或未启用序列号功能）。

邮箱与内存配置

• Mailbox Protocol : 0004
  邮箱协议支持位（0x04），通常表示支持 CoE（CAN over EtherCAT） 协议（用于参数配置）。
• Size : 000F = 2048 bytes
  EEPROM 大小为 2048 字节（0x000F 表示 16 进制的 15，对应 2^11 = 2048 字节）。
• Version : 0001
  EEPROM 数据结构版本号。