EtherCAT Master Stack: Bir Tezgâh Ölçümü
EtherCAT, klasik Ethernet üzerinde çalışan ama tamamen farklı bir paradigma sunan bir fieldbus protokolüdür: veri paketleri slave cihazlarda durmaz, yalnızca geçerken işlenir.
Neden EtherCAT?
Klasik endüstriyel fieldbus çözümleri (Profibus, CAN, Modbus) deterministik iletişim konusunda ciddi kısıtlamalar taşır. Bir servo motor kontrolünde cycle time 1ms ise, her cycle'ın tam zamanında gelmesi gerekir. 1ms yerine 1.3ms gelen bir komut, motor pozisyonunda kümülatif hata üretir.
Ölçüm Metodolojisi
Ölçümler master cihazı üzerinde alınır ve tüm hattı dolaşan çerçevenin sonuçlarıdır. İki ayrı sayı raporlanır: iletim gecikmesi (çerçevenin gönderilmeye başlanmasından son baytının geri alınmasına kadar) ve toplam gecikme (buna ortalama master yazılımı çalışma süresi eklenir). Jitter (slave senkron hatası) ayrı bir sayıdır; tablodaki en düşük–en yüksek aralığıyla karıştırılmamalıdır.
Tezgâh: TI Sitara AM572x IDK (PRU-ICSS) · TI-RTOS · Acontis EC-Master v3.2 (Class B) · TMS320F28388D slave · Beckhoff SSC v5.13 · 100 Mb/s full duplex.
Sonuçlar
1 slave, 64 byte çift yönlü veri:
| Frekans / döngü | Ortalama | Toplam (yazılım dahil) |
|---|---|---|
| 1 kHz (1000 µs) | 19,7 µs | 26,1 µs |
| 5 kHz (200 µs) | 19,2 µs | 25,5 µs |
| 10 kHz (100 µs) | 19,2 µs | 25,5 µs |
Jitter en fazla 1 µs. Paket kaybı %0.
Gecikmeyi Ne Belirliyor?
- Veri boyutu — baskın etken. 32 byte'ta 18,0 µs, 512 byte'ta 34,1 µs. PDO haritasını sadeleştirmek doğrudan zaman kazandırır.
- Hat hızı — 100 Mb/s ile sınırlıyız; slave ESC'si de bu hızda. Gb/s bir arayüz iletim süresini doğrudan düşürür.
- Çerçeve limiti — tek çerçeve en fazla 1.498 byte veri taşır; aşılırsa iletim ikiye bölünür ve yüksek frekansta paket kaybı başlar.
- Slave sayısı — eşit toplam yükte ikinci slave ortalamaya yalnızca 0,1 µs ekliyor.
Kullanılan master stack Class B'dir ve dağıtılmış saat (DC) kullanmaz; bu yüzden DC senkron rakamı yayınlamıyoruz. Sonuçlar nihai değildir — karta, koda ve hat yapısına göre değişir.