01

EtherCAT介紹

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EtherCAT狀態(tài)機制

ESM (EtherCAT state machine)是用來在啟動或者工作時協(xié)調(diào)主站和從站關(guān)系用的，由應用層控制器將從站應用的狀態(tài)寫入AL狀態(tài)寄存器，主站通過寫AL控制寄存器進行狀態(tài)請求。因此從邏輯上說，ESM位于EtherCAT從站控制器與應用之間。

如下所示，它包含 EtherCAT狀態(tài)轉(zhuǎn)換的過程。

初始狀態(tài)（Init）

此時應用層無通信，沒有郵箱通信也沒有過程數(shù)據(jù)通信

轉(zhuǎn)換到預工作狀態(tài)（Init to Pre-Op）

主站配置地址和SM，用于進行郵箱通信；同時主站請求向Pre-Op模式轉(zhuǎn)換；接著從站檢查郵箱是否初始化正確

安全工作狀態(tài)（Safe-Op）

在這一階段，從站應用程序?qū)鬏攲嶋H輸入數(shù)據(jù)，此時主站并不對從站輸出進行操作，并將輸出模式設(shè)為安全狀態(tài)

轉(zhuǎn)換到工作狀態(tài)（Safe Op to Op）

這一階段主站開始發(fā)送有效的輸出數(shù)據(jù)，同時請求向工作模式轉(zhuǎn)換

工作狀態(tài)（Op）

此時主站的輸入和輸出均有效，可以進行過程數(shù)據(jù)的通信

Bootstrap狀態(tài)

此外還有個Bootstrap狀態(tài)，該狀態(tài)作為可選項，一般是在固件更新時使用，該狀態(tài)只允許從初始狀態(tài)切換到該狀態(tài)，在此狀態(tài)期間是沒有過程數(shù)據(jù)通信的，一般是用于FOE協(xié)議文件傳輸或固件升級的

下面是具體的一些狀態(tài)轉(zhuǎn)換，此處不再說明

2

EtherCAT尋址

EtherCAT通信是指主設(shè)備從EtherCAT從設(shè)備的內(nèi)部閃存讀取和寫入數(shù)據(jù)，通常來說有兩種尋址方式來控制內(nèi)部的ESC寄存器：

1）設(shè)備尋址

在設(shè)備尋址時，EtherCAT子報文頭內(nèi)的32位地址分為16位從站設(shè)備地址和16位從站設(shè)備內(nèi)部物理存儲空間地址。設(shè)備尋址時，每個報文只尋址唯一的一個從站設(shè)備，但對于尋址機制又分為兩種：

順序?qū)ぶ罚菏褂庙樞驅(qū)ぶ窌r，從站的地址由其在網(wǎng)段內(nèi)的連接位置確定，用一個負數(shù)來表示每個從站在網(wǎng)段內(nèi)由接線順序決定的位置。順序?qū)ぶ纷訄笪脑诮?jīng)過每個從站設(shè)備時，其順序地址加1，從站在接收報文時，順序地址位0的報文就是尋址到自己的報文，因此這種尋址機制也被稱為“自動增量尋址”；

例如：主站發(fā)起三個子報文分別去尋址三個從站，其中地址分別為0，-1，-2，如上圖中的數(shù)據(jù)幀1，數(shù)據(jù)幀在到達從站1時，從站1檢查到子報文1中的地址為0，從而得知子報文1就是尋址到自己的報文，數(shù)據(jù)幀經(jīng)過從站1后，所有的順序地址都增加1，稱為1，0，-1，以此類推...

在設(shè)置尋址時，從站的地址與其在網(wǎng)段內(nèi)的連接順序無關(guān)，地址可以由主站在數(shù)據(jù)鏈路層啟動階段配置EtherCAT ID給從站；也可以由從站在上電初始化時從自身的EEPROM內(nèi)部讀取EtherCAT ID進而分配地址。

2）邏輯尋址

前面講的設(shè)備尋址一般來說只針對某一從站進行讀寫操作，并且是在掃描階段去使用的，相對與邏輯尋址來說并不常見。邏輯尋址面向過程數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)多播，同一個子報文可以讀取多個從站設(shè)備。

在邏輯尋址時，從站地址并不是單獨定義的，而是使用了尋址段內(nèi)4G邏輯地址空間中的一段區(qū)域，報文內(nèi)的32位地址作為整體的數(shù)據(jù)邏輯地址完成對設(shè)備的邏輯尋址。

而談到邏輯尋址，需要了解FMMU（現(xiàn)場總線內(nèi)存管理單元），邏輯尋址由FMMU實現(xiàn)，在ESC（從站控制器），主要負責邏輯地址與物理地址的映射，用于將過程數(shù)據(jù)映射到主站，從而減輕主站的存儲器管理負擔。

當從站設(shè)備收到一個數(shù)據(jù)邏輯尋址的EtherCAT子報文時，會檢查是否由FMMU單元地址匹配，如果有的話，就會將輸入類型數(shù)據(jù)插入至EtherCAT子報文數(shù)據(jù)區(qū)的對應位置。

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EtherCAT從站同步模式

EtherCAT從站同步模式主要分為以下幾種：

(1)自由運行模式（Free Run Mode）

在此模式下，從站設(shè)備獨立于主站運行，內(nèi)部沒有同步到任何外部信號。設(shè)備的周期性操作由內(nèi)部時鐘或定時器控制，通常用于非實時要求的應用場景。

(2)分布式時鐘模式（Distributed Clocks，DC）

分布式時鐘是 EtherCAT 的關(guān)鍵同步機制之一，廣泛用于需要高精度同步的場景。在 DC 模式下，所有 EtherCAT 從站通過一個參考時鐘（通常由主站或某個從站提供）實現(xiàn)時間同步。每個從站都會調(diào)整其內(nèi)部時鐘，使所有設(shè)備在微秒級別內(nèi)同步。此模式適用于需要精確協(xié)調(diào)多個設(shè)備動作的應用，例如運動控制。

(3)同步管理器事件模式（SyncManager Event Mode）

前面我們說了，F(xiàn)MMU主要用于地址映射，尋找對應的地址（尋址），那SyncManager就是用于交換數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)同步進去。

在此模式下，從站設(shè)備通過 SyncManager 同步數(shù)據(jù)傳輸。每當主站寫入或讀取 SyncManager 寄存器時，從站的同步管理器事件會觸發(fā)中斷，從而引發(fā)應用程序的執(zhí)行。這個模式下的同步精度不如 DC 模式高，通常用于不需要嚴格時間同步的應用場合。

SyncManager主要有兩種模式：

1）郵箱（單緩存模式）

使用單個緩存區(qū)，通過握手的機制完成數(shù)據(jù)交換，一般情況下，一端在完成數(shù)據(jù)的讀寫后，另一端才能訪問該緩存區(qū)，這樣可以保證數(shù)據(jù)不被丟失。

一般來說，數(shù)據(jù)發(fā)送方首先將數(shù)據(jù)寫入緩存區(qū)，此時緩存區(qū)被鎖定為只讀狀態(tài)，一直等到數(shù)據(jù)接收方將數(shù)據(jù)讀走。

該模式通常使用在非周期性的數(shù)據(jù)交換，分配的緩存區(qū)也叫郵箱。

郵箱模式通常使用兩個SM通道，一般情況下主站到從站通信使用SM0，從站到主站通信使用SM1。

對于郵箱模式來說，分析其主從站的通信模式：

主站到從站的通信：主站必須檢查從站郵箱命令中的應答工作計數(shù)器（Working counter），如果工作計數(shù)器沒有增加（通常是因為從站沒有完全讀取上一條命令），或者在規(guī)定時間期限內(nèi)沒有響應，主站必須重發(fā)該郵箱命令。

從站到主站到通信：主站必須確定從站是否用郵箱命令填滿了SM，并且盡快地發(fā)送適當?shù)淖x命令

2）緩存

使用三個緩存區(qū)，允許EtherCAT主站的控制權(quán)和從站控制器在做任何時候都訪問數(shù)據(jù)交換緩存區(qū)。

接收數(shù)據(jù)的那一方隨時可以得到最新的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)發(fā)送那一方也可以隨時更新緩存區(qū)里的內(nèi)容。

假如寫緩存區(qū)的速度比讀緩存區(qū)的速度快，則舊數(shù)據(jù)就會被覆蓋。

02

軟件開發(fā)環(huán)境說明

IAR 9.50.2

RZSC v2.0.0

Slave Stack Code (SSC) Tool Version 5.13

Beckhoff Automation TwinCAT3

03

安裝Patch軟件

下載 mingw-get-setup.exe 并根據(jù)提示安裝“Mingw-installation-manager”，若安裝完成，出現(xiàn)“Mingw-installation-manager”窗口，在左側(cè)窗口中選擇“Basic Setup”，在右側(cè)窗口中右鍵點擊“msys-base-bin”，選擇“Mark for Installation”。

在左側(cè)窗口中選擇“All Packages”，在右側(cè)窗口中右鍵單擊“msys-patch-bin”，并選擇“標記為安裝”。

在上面的菜單欄中的安裝中選擇“Apply Changes”

顯示“Schedule of Pending Actions”窗口，單擊“應用”按鈕。

如果顯示“All changes were applied successfully; you may now clone this dialogue”，則表示安裝 patch.exe 成功。

將安裝的 patch.exe 的路徑注冊到系統(tǒng)環(huán)境變量中。注冊后，重新啟動電腦。

啟動命令提示符，輸入“where patch”。如果顯示了安裝的patch.exe的路徑，則沒有問題。

04

EtherCAT EOE 從站代碼生成

從 renesas 官網(wǎng)下載 EtherCAT 示例包（https://www.renesas.cn/cn/zh/document/scd/rzt2m-group-ethercat-sample-program-package?r=1574901），解壓后打開 common\ecat_EoE_lwIP\SSCconfig 目錄下的 RZT2 EtherCAT EoE.esp 文件，點擊上方導航欄的 Project-> Create_new_Slaver_Files，依次配置 Source Folder(生成文件位置需向下延伸一級目錄 Src) 和 ESI File。

回到目錄 common\ecat_EoE_lwIP\Patch ，執(zhí)行腳本 apply_patch_ewarm_xSPI0.bat 將生成的從站代碼移動到工程目錄下。

05

EOE Ethernet配置

首先使用FSP打開工程下的 configuration.xml 文件，添加EtherCAT SSC Port Stack，并進行配置：

使能網(wǎng)卡類型、配置網(wǎng)卡設(shè)備參數(shù)，這里我們添加兩個phy（phy0和phy1）：

ETHER_ETH配置

ETHER_ESC配置

ETHER_GMAC配置

為ethercat_ssc_port添加cmt定時器并配置中斷優(yōu)先級

添加Ethernet

ethernet中斷觸發(fā)回調(diào)設(shè)置為：vEtherISRCallback

到這里，F(xiàn)SP的配置就告一段落了。

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EOE工程簡述

移植后的RT-Thread EtherCAT EOE工程目錄層次如下所示：

其中EOE功能的主要部分位于 board/port/ethercat 目錄下，對于各個文件夾的解釋如下：

application：初始化并配置以太網(wǎng)接口及LWIP TCP/IP協(xié)議棧，同時實現(xiàn)一個lwip的TCP服務(wù)器；

beckhoff：EtherCAT協(xié)議棧從站代碼，由SSC生成；

module：設(shè)計了一套實例管理器模式，根據(jù)ethernet netif及l(fā)wip port返回的事件進行階段性處理。

ether_netif：分別創(chuàng)建三個ethernet線程，負責以太網(wǎng)的讀（eth_reader）、寫（eth_writer）及以太網(wǎng)事件監(jiān)測回調(diào)處理（eth_monitor）；

lwip_port：創(chuàng)建兩個lwip port線程，一個負責接收以太網(wǎng)Link回調(diào)并將其廣播給netif，另外一個負責接收以太網(wǎng)回調(diào)并將參數(shù)映射到實例管理器管理的所有接口中；為lwip注冊網(wǎng)絡(luò)接口的同時，處理Link事件及回調(diào)

renesas：主要包括EtherCAT數(shù)據(jù)幀的校驗和處理，并根據(jù)AL狀態(tài)碼處理不同的運行狀態(tài)，此外還包括對輸入輸出數(shù)據(jù)的映射生成和處理等等。

此外在main線程中，會靜態(tài)初始化兩個線程：

main_thread：EtherCAT SSC端口及PHY初始化，EtherCAT從站初始化，運行EtherCAT從站主循環(huán)，處理主站的通信請求、更新AL狀態(tài)機等等。

ecat_thread：初始化并啟動LWIP內(nèi)核

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以太網(wǎng)PHY初始化配置

這部分的初始化配置在ecat_thread中，進入RM_ETHERCAT_SSC_PORT_Open(), 這個EtherCAT 接口配置函數(shù)之后，可以看到EtherCAT Slave Controller 的一些初始化配置，其中就包括了PHY 的初始化：

這里初始化的一個PHY 實例是：p_ether_phy_instance，它是一個 ether_phy_instance_t 類型的變量,這個PHY 的實例是在調(diào)用RM_ETHERCAT_SSC_PORT_Open函數(shù)的時候形參傳遞進來的，也就是 gp_ethercat_ssc_port。這種設(shè)計方式在下面的ether_netif及l(fā)wip port中的定義也有體現(xiàn)。

typedef struct st_ether_phy_instance
{
ether_phy_ctrl_t * p_ctrl; /// 指向PHY實例的控制結(jié)構(gòu)體
ether_phy_cfg_t const * p_cfg; /// 指向?qū)嵗渲玫慕Y(jié)構(gòu)體指針
ether_phy_api_t const * p_api; /// 配置過程中用到的API操作方式所組成的結(jié)構(gòu)體指針
} ether_phy_instance_t;

也就是說其實此處其實打開的是 g_ethercat_ssc_port0：

可以看到 g_ethercat_ssc_port0_ctrl 指向的是 g_ethercat_ssc_port0 的控制結(jié)構(gòu)體指針:

const ethercat_ssc_port_instance_t g_ethercat_ssc_port0 =
{
.p_ctrl = &g_ethercat_ssc_port0_ctrl, // 指向g_ethercat_ssc_port0的控制結(jié)構(gòu)體指針
.p_cfg = &g_ethercat_ssc_port0_cfg, // 指向g_ethercat_ssc_port0的配置結(jié)構(gòu)體指針
.p_api = &g_ethercat_ssc_port_on_ethercat_ssc_port // 指向g_ethercat_ssc_port0配置方法的結(jié)構(gòu)指針
};

PHY 的驅(qū)動是ethercat_ssc_port0 外設(shè)驅(qū)動的子模塊，同樣我們來看下PHY的初始化：

通過調(diào)用 ether_phy_targets_initialize 根據(jù)配置的PHY型號執(zhí)行對應的初始化配置：

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LWIP協(xié)議棧初始化

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tcpip_init()

lwip協(xié)議棧的初始化是通過um_lwip_port_core_open()函數(shù)去實現(xiàn)的，在該函數(shù)中會調(diào)用tcpip_init()函數(shù)進行l(wèi)wip協(xié)議棧的初始化，主要會創(chuàng)建一個tcpip_mbox郵箱，用于接收底層或者上層傳遞過來的消息，此外還會創(chuàng)建一個tcpip_thread線程，所有需要處理的數(shù)據(jù)都會通過這個函數(shù)去處理。

在tcpip_mbox郵箱中會接收來自tcpip_input的數(shù)據(jù)包，并由該郵箱將其傳遞給tcpip_thread線程進行處理。

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netifapi_netif_add()

netifapi_netif_add()由 lwip port open中的um_lwip_port_netif_open()函數(shù)調(diào)用，該函數(shù)主要功能為：將網(wǎng)絡(luò)接口添加到 lwIP 網(wǎng)絡(luò)堆棧的調(diào)用。

這里我們需要關(guān)注兩個回調(diào)函數(shù)：

_netif_add_callback

tcpip_input

tcpip_input內(nèi)部具體調(diào)用的就是tcpip_inpkt()，調(diào)用該函數(shù)會將ethernet_input()函數(shù)作為結(jié)構(gòu)體的一部分傳遞給內(nèi)核，當內(nèi)核接收到數(shù)據(jù)包時就會調(diào)用這個函數(shù)。

而在_netif_add_callback()函數(shù)中，我們關(guān)注三個接口函數(shù)：

etharp_output

_link_output

_status_changed

第一個 p_netif->output = etharp_output 是以太網(wǎng)接口的輸出回調(diào)函數(shù)，用于處理IP數(shù)據(jù)包，主要負責將IP數(shù)據(jù)包通過以太網(wǎng)發(fā)送出去，并處理ARP協(xié)議以解析IP到MAC地址的映射關(guān)系。

第二個 p_netif->linkoutput 是鏈路層的輸出回調(diào)函數(shù)，該函數(shù)被用來實際發(fā)送以太網(wǎng)幀到網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動程序，etharp_output 等高層協(xié)議函數(shù)會處理好數(shù)據(jù)包內(nèi)容，最終調(diào)用 linkoutput 將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到硬件。

第三個是當網(wǎng)絡(luò)接口狀態(tài)發(fā)生變化時調(diào)用的回調(diào)函數(shù)。比如，網(wǎng)絡(luò)接口的鏈路狀態(tài)（link up/down）發(fā)生變化時，lwIP就會調(diào)用這個回調(diào)函數(shù)，如果說netif已經(jīng)up并且IP地址被設(shè)置時，他就會發(fā)送一個Event：LWIP_PORT_LAUNCHER_EVENT_IP_UP

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網(wǎng)卡數(shù)據(jù)傳入LWIP內(nèi)核流程

當eth接收完數(shù)據(jù)后會產(chǎn)生一個中斷，在中斷中會釋放一個信號量

此時在ether_reader線程中收到此信號量，會從以太網(wǎng)驅(qū)動緩沖區(qū)中讀取接收到的以太網(wǎng)幀，并通過um_ether_netif_callback_request執(zhí)行回調(diào)p_func

此時event為ETHER_NETIF_CALLBACK_EVENT_RECEIVE_ETHER_FRAME，執(zhí)行 um_lwip_port_thread_receiver_request();

此時lwip_recv線程收到該Frame，執(zhí)行_netif_frame_input（p_callback），在此函數(shù)中通過um_lwip_port_netif_input()將以太網(wǎng)幀傳入到lwip netif中；

緊接著調(diào)用tcpip_input回調(diào)，將封裝的消息傳遞給tcpip_mbox郵箱中，同時由tcpip_thread對該消息進行解析。

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EOE從站接收以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀流程（使用ping指令）

1

初始化前提

首先系統(tǒng)需要以此完成兩部分初始化：

ethernet網(wǎng)絡(luò)接口初始化

ether_monitor Thread: 檢查netif link狀態(tài)，同時將收到的狀態(tài)發(fā)送給回調(diào)更新event

ether_reader Thread: 接收來自ethernet的通知并接收數(shù)據(jù)幀，由ethernet中斷觸發(fā)

ether_writer Thread: 接收來自消息隊列的數(shù)據(jù)幀

tcp/ip網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧初始化

LWIP_PORT_LAUNCHER_EVENT_LINK_UP -> _netif_link_on

LWIP_PORT_LAUNCHER_EVENT_LINK_DOWN -> _netif_link_off

LWIP_PORT_LAUNCHER_EVENT_IP_UP -> um_lwip_port_netif_set_netif_state(LWIP_PORT_NETIF_STATE_UP);

LWIP_PORT_LAUNCHER_EVENT_IP_DOWN -> um_lwip_port_netif_set_netif_state(LWIP_PORT_NETIF_STATE_DOWN);

lwip_launch Thread: 接收來自ethernet link回調(diào)的通知，以此判斷請求的event

lwip_recv Thread: 接收來自ether link回調(diào)的通知，并廣播給netif

在此期間以此通過幾個Event來完成網(wǎng)絡(luò)的初始化

ETHER_NETIF_CALLBACK_EVENT_LINK_DOWN：此時的所有網(wǎng)絡(luò)端口處于初始狀態(tài)，還未初始化

ETHER_NETIF_CALLBACK_EVENT_LINK_UP：存在端口link up，執(zhí)行um_lwip_port_task_launcher_request，將event狀態(tài)設(shè)置為LWIP_PORT_LAUNCHER_EVENT_LINK_UP

LWIP_PORT_LAUNCHER_EVENT_LINK_UP：netif鏈路link up，執(zhí)行 netif_link_on ,并設(shè)置 network interface up（um_lwip_port_netif_set_up），最終執(zhí)行到status_changed，并執(zhí)行 um_lwip_port_task_launcher_request 修改 event 為 LWIP_PORT_LAUNCHER_EVENT_IP_UP

LWIP_PORT_LAUNCHER_EVENT_IP_UP：IP is up，執(zhí)行um_lwip_port_netif_set_netif_state設(shè)置netif狀態(tài)并設(shè)置通知回調(diào)，將event修改為LWIP_PORT_CALLBACK_EVENT_NETIF_UP

LWIP_PORT_CALLBACK_EVENT_NETIF_UP：network interface link up，檢查IP地址是否有效，并創(chuàng)建sock監(jiān)聽

只有當這么幾個Event依次觸發(fā)，才能完成對EtherCAT從站網(wǎng)絡(luò)的初始化，主從站之間才能正常收發(fā)數(shù)據(jù)：

2

ICMP簡要介紹

ICMP一般被認為是IP協(xié)議層的一部分，但在結(jié)構(gòu)上位于IP協(xié)議層之上。主要用于確認網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)或者鏈路不同等場景，當數(shù)據(jù)報文無法正常到達目標主機時，ICMP就會返回一個差錯報文，讓源主機知道數(shù)據(jù)到達情況，常見的ping命令就是屬于ICMP 查詢報文功能的一部分，當ping成功，也就代表網(wǎng)卡、IP層、ICMP層都能正常通信，也可以證明LWIP移植成功。

下面是使用Wireshark抓包抓取回顯應答報文的示例：

3

ARP簡要介紹

ARP：地址解析協(xié)議，主要是通過解析IP地址得到數(shù)據(jù)鏈路層的MAC地址（網(wǎng)卡標識符），在以太網(wǎng)中，一個主機想要與另一個主機直接通信，必須知道目標主機的MAC地址，這時候就需要ARP進行地址解析。

ARP緩存表：在每臺主機的內(nèi)存中都有一個ARP緩存表，記錄了IP地址到MAC地址的映射關(guān)系，通過arp -a可獲取信息

其主要的運作流程是：

1.如果主機A想要發(fā)送數(shù)據(jù)給主機B，那么主機A會先檢查自己的ARP緩存中是否有主機B的IP地址及MAC地址的映射，如果有的話才會將主機B的MAC地址作為源地址封裝到數(shù)據(jù)幀中；如果沒有，那主機A就會向局域網(wǎng)中廣播ARP請求（包括發(fā)送方的IP地址、MAC地址，接收方的IP地址），每臺其他主機在收到ARP請求后都會檢查自己的IP地址是否與ARP請求中接收方的IP地址相同，如不相同，就會丟棄ARP請求包。

2.當交換機接收到此數(shù)據(jù)幀后，發(fā)現(xiàn)此數(shù)據(jù)幀為廣播幀，因此會將此數(shù)據(jù)幀從非接收的所有接口中發(fā)送出去。

3.當主機B接收到此數(shù)據(jù)幀后，會核對IP地址是否是自己的，并將主機A的IP地址和MAC地址的對應關(guān)系記錄到自己的ARP緩存表中，同時發(fā)送一個ARP響應，其中就包括自己的MAC地址。

4.當主機A接收到這個主機B回應的數(shù)據(jù)幀后，就會在自己的ARP緩存表中記錄主機B的IP地址和MAC映射關(guān)系。

具體流程可見下圖：

下面這個是EtherCAT EOE工程測試ping命令時ARP緩存表的變化情況

那這里LWIP是怎么處理ARP請求并且獲取到從站的IP及MAC地址的呢，我們接著往下看

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ARP接收數(shù)據(jù)包流程

先來了解兩個API：

LWIP從網(wǎng)卡中接收數(shù)據(jù)包的函數(shù)是：ethernet_input()

ARP數(shù)據(jù)包的處理函數(shù)是：etharp_input()，其主要內(nèi)容為：

（1）檢查ARP報文。

（2）ARP請求報文：如果是請求報文的目標IP和本地的匹配，就組裝ARP響應報文并發(fā)送出去。

（3）ARP響應報文：

1）更新ARP緩存表。

2）把阻塞在arp entry緩存隊列的IP數(shù)據(jù)報發(fā)送出去。

3）釋放pbuf。因為ARP報文到此已經(jīng)處理完畢。

對于ARP處理數(shù)據(jù)包來說，有這么兩種情況：

（1）收到APR應答包：此時說明之前發(fā)送的APR請求包得到了回應，那么就根據(jù)應答包去更新自身的ARP緩存表；

（2）收到ARP請求包：首先會判斷包中的目標是否與主機IP匹配，匹配上的話就記錄下源主機的IP及MAC地址，接著在更新自身的ARP表外，還要向源主機發(fā)送一個ARP應答包；如果說包中的目標IP與主機IP并不匹配，那么根據(jù)ARP表的空余情況選擇記錄源主機的IP及MAC地址（如果沒有空余的表項，則不會記錄），并丟棄該請求包。

這里對應我們EtherCAT EOE工程來說，ethernet調(diào)用流程為：

ethernet_input(收到ARP數(shù)據(jù)包) ->etharp_input()-> etharp_raw(發(fā)送應答包) ->ethernet_output()-> _link_output -> um_lwip_port_ether_netif_send -> UM_ETHER_NETIF_Send()

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ARP發(fā)送數(shù)據(jù)包流程

前面我們了解了一個數(shù)據(jù)包的接收流程，如果收到的是ARP數(shù)據(jù)包，那么就會交給ARP處理，如果是IP數(shù)據(jù)包就會調(diào)用ip4_input()函數(shù)將其傳遞給上層.

arp通過 etharp_output() 函數(shù)接收到IP數(shù)據(jù)包后，判斷該數(shù)據(jù)包是單播，多播還是廣播，對于其處理方式：

對于多播或者廣播數(shù)據(jù)包，直接交給網(wǎng)卡處理（調(diào)用ethernet_output）

對于單播，arp需要根據(jù)IP找到對應的MAC地址，如果找不到MAC地址，還要延遲發(fā)送數(shù)據(jù)包。ARP首先會創(chuàng)建一個ARP表項，再將數(shù)據(jù)包掛載到ARP表項上對應的緩存隊列上，同時會發(fā)出一個ARP請求包，等待目標主機的回應后再發(fā)送IP數(shù)據(jù)包

那么對應netif->linkoutput()其實就是在初始化lwip網(wǎng)卡接口設(shè)備時綁定的 _link_output()

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EtherCAT EOE測試

編譯并啟動下載調(diào)試，終端出現(xiàn)RT-Thread LOGO即為啟動成功

將瑞薩EtherCAT EOE例程下的ESI文件（RZT2M_EtherCAT_RSK_rev0200\common\ecat_EoE_lwIP\ESI\Renesas EtherCAT RZT2 EoE.xml）復制到TwinCAT安裝目錄下（C:\TwinCAT\3.1\Config\Io\EtherCAT）

啟動TwinCAT，并燒入EEPROM的EOE固件

使用ping命令測試EOE協(xié)議是否運行成功

使用TCPIP測試工具測試TCP通信回顯功能

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其他說明：三網(wǎng)口使用配置說明

打開RZSC，配置ethercat_ssc_port的phy2

設(shè)置第三個網(wǎng)口的PHY

設(shè)置ETHER_ETH2

設(shè)置ETHER_ESC的phy2配置，修改ESC_LINKACT2為P21_0，ESC_PHYLINK2為P00_5

生成RZSC源碼，回到IAR工程重新編譯下載

EEPROM固件更新

此時T2M的三個網(wǎng)口都可以進行EtherCAT EOE通信，具體測試方法參考如上