基于RX72M微控制器的EtherCAT数据抓包方法分析

RX72M是瑞萨电子适用于工业网络解决方案的高性能32位微控制器，高达240MHz主频和1396 CoreMark的性能，带双精度浮点运算单元，专门针对马达控制的三角函数加速器，可实现sin、cos、反三角函数以及开方根函数运算，支持6通道的Delta-sigma调制器接口，支持电流环反馈信号。除了常用的外设接口外，RX72M还集成了专用于EtherCAT的ESC接口，可以用于开发EtherCAT IO模组、EtherCAT网关、EtherCAT步进/伺服驱动器，是一款性价比高的EtherCAT从站硬件。

方框图

本文介绍当使用RX72M完成从站开发后，进行主从通讯出现问题时，如何使用抓包工具/侦听器进行抓包分析。

1.抓包分析工具

瑞萨并不提供抓包分析工具，可以找第三方购买，比如Beckhoff公司ET2000、Profitap公司的profishark、Hilscher公司的netANLYZER实时以太网分析工具以及其他类似工具，作为网络上的侦听器，并不会对报文帧造成延迟，或者说延迟是ns级别可忽略不计。每种工具都有其不同功能和使用方法，有的支持图形化界面分析功能等，本文并不对工具的使用做详细介绍。

2. EtherCAT数据抓包拓扑

常用的拓扑是侦听器位于主站和第一个EtherCAT从站之间，根据实际测试可调整侦听器的物理位置。

3. EtherCAT数据抓包方法分析

通过侦听器能分析哪些问题呢？侦听器的工作原理是将网络上经过的所有报文帧准确地记录下来，用户可以通过对记录下来的信息进行分析，从而定位问题，绝大多数问题都可以通过数据分析来定位到，比如：

检测主站是否请求从站进入op状态；

检测从站是否进入op状态；

检测主站发送数据包是否有丢失；

检测主站发送数据包的周期抖动情况；

等等......

网络数据抓包通常有两种方式，如果需要侦听从启动到进入op到正常的过程数据收发阶段的所有数据，需要连接好拓扑后，先启动抓包工具进行侦听，然后再运行EtherCAT网络，如果只是侦听进入op后的过程数据，比如分析过程数据周期抖动时，可以先启动通讯网络等待稳定运行后，再启动抓包工具开始抓包。以下实验分析均是先启动抓包工具进行侦听分析，再启动网络通讯。

对每种通讯协议，都有必要了解底层相关寄存器，比如对于EtherCAT来说，ecat.ado == 0x130和ecat.ado == 0x120分别对应AL Status register和AL Control register

审核编辑：汤梓红