我們近期收到來自ETG會員的反饋，在網絡上流傳的某些比較各種工業以太網通訊技術的文章中，針對EtherCAT部分的描述有誤
，會員希望ETG對相應錯誤部分給予糾正，防止讀者被誤導。此外
，針對該文章中指出的TSN技術適用於現場層的應用的觀點，我們借此機會給予我們的解讀。

yimouyijiaxianchangzongxianzuzhiweimingdeguanyuduojiagongyeyitaiwangxianchangzongxiandeduibizhishizhanzaimouyizhongzongxianjiaodujinxingjishubijiao，duiyuguangdayonghulaishuobingbujuyoudaibiaoxinghequanweixing，qieyinqiduiEtherCAT技術了解的片麵性，文章中在技術層麵出現很多錯誤，為工業以太網用戶帶來諸多困擾。

我們在此列舉了以下技術錯誤並進行了相應的糾正，以幫助用戶正確理解工業以太網以及EtherCAT技術。

錯誤1：1.2章節關於主流通訊協議的循環周期比較

按照圖示中關於EtherCAT的參數：70多個節點，100個字節的數據量
，循環周期要超過1700微秒。

實際應用中采用硬件測試過的EtherCAT性能如下：

•    1000個開關量分布在100個節點上，循環周期為30微秒

•    100個伺服軸
，每個軸8字節的輸入/輸出數據，循環周期為100微秒

EtherCAT與其他千兆以太網及TSN性能比較

上圖中所示，與其他的基於千兆以太網的總線技術與TSN比較，EtherCAT的真實性能應該如圖中最底層的平麵（藍色平麵）所示。顯然，EtherCAT的性能明顯優於其他的技術。

錯誤2：1.2章節關於EtherCAT循環周期時間的計算公式錯誤：

對於通常的EtherCAT係統中含有的三類設備：輸入設備

、輸出設備
、輸入輸出混合設備。對於含有以上三類設備的EtherCAT係統的最小循環周期公式應為：

τ= 8(40 + max(44, 4 ×(x+12)))/C

說明： EtherCAT協xie議yi定ding義yi數shu據ju幀zhen結jie構gou，可ke以yi將jiang數shu據ju報bao文wen分fen成cheng多duo個ge子zi報bao文wen
，每mei個ge子zi報bao文wen可ke以yi對dui應ying一yi個ge到dao多duo個ge從cong站zhan。一yi般ban情qing況kuang下xia子zi報bao文wen都dou是shi對dui應ying同tong類lei的de一yi係xi列lie設she備bei，例li如ru所suo有you輸shu入ru模mo塊kuai對dui應ying一yi個ge子zi報bao文wen，所suo有you輸shu出chu模mo塊kuai對dui應ying一yi個ge子zi報bao文wen，所suo有you輸shu入ru輸shu出chu的de模mo塊kuai對dui應ying一yi個ge子zi報bao文wen。這zhe樣yang如ru果guo係xi統tong中zhong以yi上shang三san類lei設she備bei
，外wai加jia一yi個ge用yong於yu監jian控kong設she備bei狀zhuang態tai機ji的de廣guang博bo子zi報bao文wen後hou，公gong式shi應ying該gai是shi4×（x+12）。文中提到的是將每一個從站都對應一個子報文，這不是必須的，絕大多數情況都不會使用到這種極限方式。

錯誤3：在公式說明後提到如下內容：

“這(zhe)裏(li)介(jie)紹(shao)的(de)所(suo)有(you)方(fang)程(cheng)都(dou)是(shi)假(jia)設(she)了(le)簡(jian)單(dan)的(de)情(qing)況(kuang)
，其(qi)中(zhong)輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)數(shu)據(ju)量(liang)相(xiang)等(deng)
，拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)為(wei)完(wan)美(mei)的(de)總(zong)線(xian)型(xing)。然(ran)而(er)在(zai)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)中(zhong)，這(zhe)種(zhong)比(bi)較(jiao)取(qu)決(jue)於(yu)許(xu)多(duo)其(qi)他(ta)參(can)數(shu)：

•    輸入數據與輸出數據的比率

•    具有直接交叉通信的設備的百分比

•    利用不同的循環周期

•    拓撲結構（總線型、星型、環型）
，以及設備之間的跳數

•    帶有自己背板總線的模塊化I/O的可用性”

EtherCAT的性能有很好的確定性，對於確定了節點數和負載的應用
，就有確定的EtherCAT係統性能，而無需考慮其他不必要的因素。

•    EtheCAT與輸入數據與輸出數據的比率無關。EtherCAT係統性能與傳輸時間和總數據量有關
，而不是數據量中輸入輸出數據的比率。

•    EtheCAT性能與直接交叉通信的設備的百分比無關。EtherCAT從站物理層選擇交叉索引自適應的PHY，所以和“直接交叉通信的設備的百分比”無關
，並且係統中無需全雙工的交換機及半雙工的HUB設備。

•    EtherCAT性(xing)能(neng)受(shou)不(bu)同(tong)的(de)循(xun)環(huan)周(zhou)期(qi)的(de)影(ying)響(xiang)，但(dan)這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)是(shi)指(zhi)主(zhu)站(zhan)可(ke)以(yi)優(you)化(hua)報(bao)文(wen)
，不(bu)同(tong)類(lei)型(xing)的(de)設(she)備(bei)根(gen)據(ju)不(bu)同(tong)的(de)任(ren)務(wu)周(zhou)期(qi)發(fa)送(song)數(shu)據(ju)
，從(cong)而(er)釋(shi)放(fang)主(zhu)站(zhan)的(de)性(xing)能(neng)。

•    EtherCAT支持多種拓撲結構（總線型
、星型
、環型

、樹型
、線型），且性能和拓撲結構無關。而且不涉及設備之間的跳數的問題，不存在這方麵影響。

•    EtherCAT是一網到底，沒有背板總線，因此不存在背板總線的影響。

有關TSN和EtherCAT：

TSN的用武之地在於異構性網絡的實時性數據交換，而在現場總線層的應用中，TSN不會替代EtherCAT。

TSN是Time Sensitive Networking（時間敏感性網絡）的縮寫，是一個IEEE橋接（“交換技術”）的工作組的項目。因為傳統的基於“Best effort”方式對普通以太網的應用不能夠滿足廣泛的實時性需求（例如在音頻/視頻和廣泛的IT通信與EtherCAT係統通訊），所以該工作組旨在通過確定性的研究提升以太網的實時性。它有如下特點：

-  在IEEE802.1規範中
，數據幀被盡可能快的轉發
，避免阻塞。

-  一部分帶寬被預留為“Stream”（數據高速通道）
，用於傳輸對時間要求更高的通訊。

-  剩餘的帶寬用於普通的數據傳輸（“延遲通道”）。

從上圖中可見
，實時性是通過在TSN中建立數據高速通道實現的。那麼
，對於現場層的數據通訊
，通常是節點數眾多，響應要求快，周期性循環的通訊，如果直接通過TSN連接帶有n個節點的係統

，就要求建立n個數據高速通道。這顯然會影響其他類型的數據通訊，並且在網絡配置方麵也是不切實際的。

TSN真正的用意在於異構網絡的搭建。在未來的工業網絡或者泛工業的應用中，同一個網絡需要集成不同類型的設備
、不同類型的通訊
，這些通訊設備之間需要進行實時性交互時，正是TSN的用武之地。TSN通過對TSN交換機的配置鏈接不同的設備或者網段，實現數據實時交互。這種實時性通過TSN配置給每個網段或者設備的“數據高速通道”實現。因此，TSN嵌入在IEEE 802技術中有助於協調通信
，它會消除一些不必要的衝突，但不會改變基本規則。TSN的兩個主要性能缺陷是無法改變的
，即針對小數據量的以太網幀處理效率以及複雜且耗時的轉發進程。

在對於機器的控製中
，EtherCAT在典型的IO網段的性能比TSN高出近十倍。EtherCAT作為當今最快速的工業以太網現場總線可以和TSN技術完美結合。

如上圖所示
，在異構網絡中涉及到機器控製（多節點、高速響應
、硬實時性要求）采用EtherCAT網段，每一個EtherCAT網段（含有多個EtherCAT節點設備）通過TSN交換機建立的一個高速數據通道與主站相連。

這種用法非常高效
，基於共享幀方式的EtherCAT由於網絡中多個從站設備的數據可以在同一個數據幀中傳輸，EtherCAT連到TSN網絡中後，使得TSN配置更加容易並高效。整個EtherCAT網段僅利用了TSN的一個“高速通道”
，並保證了在異構網絡中EtherCAT網段中所有設備與其他類型設備及EtherCAT主站的實時通訊。

此外，關於TSNguifanzhidinggongzuohaizaijinchengdangzhong，ruxiatu，qizhongyixieguifanhaichuyucaogaohuozhetoupiaodengjieduan，zhiyouyibufenguifanduiwaifabu。zhidezhuyideshi，xianjieduanduiyuTSN網絡的配置工具目前還沒有發布
，有效的TSN網絡還不能組態。

為了保證EtherCAT技術與TSN的適用性
，EtherCAT技術協會已經在2017年底發布了EtherCAT關於TSN的設備行規。該行規規範用於EtherCAT和TSN的使用，文檔中對已發布的TSN規範和EtherCAT技術的結合進行了定義，此文檔可以在ETG官方網站下載，隨著TSN規範的完善


，此文檔也會相應的更新版本，當前版本是ETG.1700 S (D) V0.9.0。

TSN的de真zhen正zheng優you勢shi在zai於yu增zeng強qiang了le包bao括kuo很hen多duo機ji器qi在zai內nei的de本ben地di網wang絡luo的de性xing能neng。它ta未wei來lai的de發fa展zhan必bi然ran會hui降jiang低di當dang前qian機ji器qi到dao機ji器qi網wang絡luo器qi件jian的de複fu雜za性xing。這zhe將jiang需xu要yao一yi個ge通tong用yong的de協xie議yi基ji礎chu架jia構gou和he網wang絡luo控kong製zhi係xi統tong，並bing且qie兩liang者zhe都dou需xu要yao可ke以yi在zai機ji器qi層ceng進jin行xing有you效xiao處chu理li的de器qi件jian。

在未來的自動化係統中，如何組織通信將比通信特性本身更重要。這就是為什麼EtherCAT保留了現有元器件並提供了單獨對TSN功能的適配。因此

，我們可以支持更強大的功能，並保護您對EtherCAT的資產投入。