原文地址：
https://blog.csdn.net/qq923433160/article/details/83781812
EtherCAT 总线的国家标准相关资料，比较详细介绍了协议：
https://download.csdn.net/download/qq923433160/9739665
一. EtherCAT 协议概述
EtherCAT(以太网控制自动化技术)是一个以以太网为基础的开放架构的现场总线系统，EtherCAT名称中的CAT为Control Automation Technology(控制自动化技术)首字母的缩写。最初由德国倍福自动化有限公司(Beckhoff Automation GmbH) 研发。EtherCAT为系统的实时性能和拓扑的灵活性树立了新的标准，同时，它还符合甚至降低了现场总线的使用成本。EtherCAT的特点还包括高精度设备同步，可选线缆冗余，和功能性安全协议(SIL3)。
EtherCAT可以支持线形、树形和星形设备连接拓扑结构，物理介质可以选100Base-TX标准以太网电缆或光缆。使用100Base-TX电缆时站间间距可以达到100m。整个网络最多可以连接65535个设备。使用快速以太网全双工通信技术构成主从式的环形结构。
报文通过从站设备时，从站识别出相关的命令并作出相应的处理。完全由硬件完成信息的处理，延迟时间约为100~500ns(取决于物理层器件)，其通信性能和从站设备控制微处理器的响应时间是相互独立的。每个从站设备都具有可编址的内存，其容量最大可为64KB，能够对其进行连续的或同步的读写操作。可以把多个EtherCAT命令数据嵌入到同一个以太网数据帧中，每个数据对应不同的设备或内存区。
从站设备可以构成多种形式的分支结构，独立的设备分支可以放置于控制柜中或机器模块中，再用主线连接这些分支结构。 EtherCAT大大提高了现场总线的性能，例如，控制1000个开关量输入和输出的刷新时间约为30μs。单个以太网数据帧最多可容纳1486字节的数据，相当于12000位开关量数字输入和输出，刷新时间约为300μs。控制100个伺服电机的数据通信周期约为100μs。
EtherCAT使用一个专门的以太网数据帧类型定义，用以传输以太网数据帧的EtherCAT数据包，也可以使用UDP/IP协议格式传输EtherCAT数据包。一个 EtherCAT数据包可以由多个EtherCAT子报文组成。EtherCAT从站不处理非 EtherCAT数据帧，其他类型的以太网应用数据可以分段打包为EtherCAT数据子报文在网段内透明传输，以实现相应的通信服务。
二. EtherCAT 系统组成
2.1 运行原理
实时工业以太网EtherCAT充分利用了以太网技术的全双工传输特性。使用主从模式进行访问控制，主站把数据帧发送给各个从站，每个从站从数据帧中读取自己的数据或把需要输入的数据插入数据帧中。
从以太网的角度来看，一个EtherCAT网段就是一个以太网设备，它接收和发送标准的ISO/IEC8802-3以太网数据帧。但是，这种以太网设备并不局限于一个以 太网控制器及响应的微处理器，它可以由多个EtherCAT从站组成。这些从站可以直接处理接收的报文，并从报文中提取或者插入相关的用户数据，然后将该报文传输到下一个EtherCAT从站。最后一个EtherCAT从站发回经过完全处理的报文，并由第一个从站作为响应报文将其发送给控制单元。
EtherCAT通信是由主站发起的，主站发出的数据帧传输到一个从站站点时，