【摘 要】
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EtherCAT是目前实时工业以太网中最卓越的一个，在自动化的各个领域有着广泛的应用。EtherCAT从站控制芯片是EtherCAT设备必不可少的器件。本论文设计的EtherCAT总线IP核(CEIP)
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EtherCAT是目前实时工业以太网中最卓越的一个，在自动化的各个领域有着广泛的应用。EtherCAT从站控制芯片是EtherCAT设备必不可少的器件。本论文设计的EtherCAT总线IP核(CEIP)是EtherCAT从站控制芯片中的一种，能处理EtherCAT报文，并为从站控制设备提供数据接口。作为IP核，它又具有IP核的特性，可以移植到不同的FPGA中，与其他IP核等构成SOPC，有利于提高开发效率和降低开发成本。研发CEIP对我国EtherCAT设备开发人员有着重要意义，可以为开发人员提供新的廉价的设计方案。 本论文设计的CEIP严格遵守EtherCAT协议标准，参照德国BECKHOFF公司的EtherCAT从站控制芯片功能和配置，尤其是其IP核的功能和配置。目前，CEIP配置了2个FMMU，4个SM，支持分布时钟。CEIP的设计使用VHDL语言实现EtherCAT数据帧的解析和处理。在论文中，详细介绍了CEIP中FMMU、SM、DC等重要模块的算法实现。 为了验证本文设计的CEIP是否能正确处理EtherCAT报文，设计了测试系统。测试系统包括测试板及其上的测试SOPC，计算机及其上的报文发送软件。测试板是以Altera公司的FPGA芯片EP3C25E144C8N为核心的电路板，测试SOPC是NiosⅡ嵌入式系统。测试系统构成了一个简单的EtherCAT系统。用Wireshark软件捕捉报文并分析。 测试结果表明，CEIP能正确处理EtherCAT报文，具有EtherCAT从站控制芯片的功能，达到了设计要求。
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