开源！ZYNQ IgH EtherCAT主站方案分享

前 言

创龙科技已基于IMX8、ZYNQ、AM5728、AM5708、AM437x、AM335x、T3/A40i等平台提供了开源EtherCAT主站IgH案例。本文主要演示TLZ7x-EasyEVM-S评估板基于IgH EtherCAT控制伺服电机方法。

案例适用开发环境：

Windows开发环境：Windows 7 64bit、Windows 10 64bit

Linux开发环境：Ubuntu 14.04.3 64bit

虚拟机：VMware15.1.0

PetaLinux：2017.4

Kernel：linux-xlnx-xenomai-g7645980-v1.0

IgH EtherCAT：ethercat-stable-1.5-gcd0d17d-20210723

Xenomai：xenomai-v3.0.11-g4f49146

伺服驱动器：台达ASD-A2-0121-E

伺服电机：台达ECMA-C10401GS

硬件平台：TLZ7x-EasyEVM-S评估板（Xilinx Zynq-7010/7020）

图 1 TLZ7x-EasyEVM评估板

图 2 SOM-TLZ7x-S核心板

IgH EtherCAT简介

IgH EtherCAT为运行于Linux系统的免费开源EtherCAT主站程序，框架如下所示。

图 3

IgH EtherCAT主站通过构建Linux字符设备，应用程序通过对字符设备的访问实现与EtherCAT主站模块的通信。

IgH EtherCAT开发包提供EtherCAT工具，该工具提供各种可在Linux用户层运行的命令，可直接实现对从站的访问和设置，如设置从站地址、显示总线配置、显示PDO数据、读写SDO参数等。

案例说明

案例功能：控制伺服电机正转和反转。

1. 正转：伺服电机目标速度从0加速到10000，当达到10000速度后，控制伺服电机减速至0，循环运行。
2. 反转：伺服电机目标速度从0加速到-10000，当达到-10000速度后，控制伺服电机减速至0，循环运行。

图 4

案例测试

请按下图所示使用网线连接评估板RGMII ETH网口和伺服驱动器A的IN网口，将伺服驱动器A的OUT网口使用网线连接至伺服驱动器B的IN网口。

图 5

图 6

为便于测试，我司提供已验证的基于Xenomai编译生成的内核镜像文件和设备树镜像文件，位于案例"igh_ethercat_dc_motor\kernel-xenomai\images\linux-xlnx-xenomai-g7645980-v1.0"目录下，请替换至Linux系统启动卡rootfs分区boot目录下。同时将linux-xlnx-xenomai-g7645980-v1.0目录下的module驱动压缩包4.9.0-xilinx-g7645980.tar.gz，解压至Linux系统启动卡rootfs分区"lib/modules/"目录下。

备注：如需使用由内核源码重新编译生成的内核镜像文件和设备树文件，请参考Linux系统使用手册将编译的module驱动安装至Linux系统启动卡中，默认安装后module驱动目录为4.9.0-xilinx。

图 7

将IgH EtherCAT主站程序文件夹整个拷贝至评估板文件系统，执行如下命令查询评估板网卡物理地址。

图 9

执行如下命令加载驱动模块。

Target# insmod /home/root/_install/modules/ec_master.ko main_devices=00:0a:35:00:01:22

图 10

执行如下命令拷贝EtherCAT主站相关文件至评估板文件系统。

Target# mkdir /etc/sysconfig

Target# cp _install/etc/sysconfig/ethercat /etc/sysconfig

Target# cp _install/modules/ec_master.ko /lib/modules/4.9.0-xilinx-g7645980/ //模块驱动名称可通过"uname -r"查看

Target# depmod //同步模块依赖关系

图 11

执行如下命令启动EtherCAT主站。

Target# /home/root/_install/etc/init.d/ethercat start

图 12

执行如下命令加载ec_generic.ko驱动文件。

Target# insmod _install/modules/ec_generic.ko

图 13

执行如下命令添加IgH动态链接库路径。

Target# export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/home/root/_install/lib

图 14

将案例igh_ethercat_dc_motor可执行文件拷贝至评估板文件系统，执行如下命令查看参数信息。

Target# ./igh_ethercat_dc_motor --help

图 15

执行如下命令控制两台伺服电机同时正转。

Target# ./igh_ethercat_dc_motor -d 0

图 16

图 17

按下"Ctrl+C"停止运行程序。

图 18

执行如下命令控制两台伺服电机同时反转。

Target# ./igh_ethercat_dc_motor -d 1

图 19

图 20

图 21

按下"Ctrl+C"停止运行程序。

图 22

备注：案例设置EtherCAT周期为1ms，同时串口循环打印EtherCAT周期的最小值和最大值。

参数解析：

1. latency：等待唤醒时间。
2. period：EtherCAT通讯周期时间。
3. exec：接收和发送EtherCAT数据时间。