EtherCATG作為EtherCAT技術(shù)擴展，將EtherCAT性能提升到一個全新的高度，可以實現(xiàn)千兆（Gbit/s）以太網(wǎng)速度，因此支持高數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用。EtherCATG不僅兼容被全球廣泛接受的百兆EtherCAT標(biāo)準(zhǔn)，并且也具有同樣簡單易用的優(yōu)勢。此外，EtherCATG的分支控制器模式可以并行實現(xiàn)多個子網(wǎng)段的高效運行。

EtherCATG作為EtherCAT技術(shù)擴展，將EtherCAT性能提升到一個全新的高度，可以實現(xiàn)千兆（Gbit/s）以太網(wǎng)速度，因此支持高數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用。EtherCATG不僅兼容被全球廣泛接受的百兆EtherCAT標(biāo)準(zhǔn)，并且也具有同樣簡單易用的優(yōu)勢。此外，EtherCATG的分支控制器模式可以并行實現(xiàn)多個子網(wǎng)段的高效運行。

EtherCATG支持標(biāo)準(zhǔn)的千兆以太網(wǎng)傳輸；而EtherCATG10作為一項概念驗證性技術(shù)研究，傳輸速率甚至更快，高達(dá)萬兆（10Gbit/s）。與標(biāo)準(zhǔn)的百兆EtherCAT相比，EtherCATG的數(shù)據(jù)速率得到了大幅提升，為提升數(shù)據(jù)吞吐量創(chuàng)造了可能。結(jié)合新引入的分支控制器模式，EtherCATG（1Gbit/s）可將通信時間縮短2-7倍，帶寬提高10倍，具體取決于應(yīng)用。而EtherCATG10甚至可以將帶寬提高100倍。EtherCATG是完全兼容的技術(shù)擴展EtherCATG基于成功的EtherCAT技術(shù)運行原理，可以利于今天可用的技術(shù)實現(xiàn)高以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸速率，而EtherCAT協(xié)議本身保持不變。網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備都會收到由EtherCAT主站發(fā)送的報文。每個EtherCAT從站都會以“onthefly”的方式讀取尋址到該設(shè)備的數(shù)據(jù)，并將其需要交換的數(shù)據(jù)插入到繼續(xù)向下游傳送的幀中；現(xiàn)在，所有這一切都以1Gbit/s或10Gbit/s的速率進(jìn)行。和以前一樣，子網(wǎng)段（或分支）中的最后一個設(shè)備將會檢測是否有端口未使用，然后將報文傳送回主站。以太網(wǎng)物理層的全雙工特性用于實現(xiàn)此功能。

目前EtherCATG產(chǎn)品系列有：EK1400耦合器、三路和八路分支控制器CU1403和CU1418分支控制器、EtherCATG拓?fù)鋽U展模塊Cu1423、以及供開發(fā)人員評估分析用的EtherCATG板載控制卡FB1400和EtherCATG10板載控制卡FB1450（從左至右）

EtherCATG仍然保持EtherCAT的所有特性。帶有三個或者四個端口的設(shè)備（拓?fù)鋽U展模塊）方便用戶靈活配置網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，并完全滿足設(shè)備結(jié)構(gòu)的需求?？蛇x的機器模塊可通過熱連接功能接入系統(tǒng)或者從系統(tǒng)中移除。網(wǎng)絡(luò)診斷功能可以最小化設(shè)備或車間的停機時間并提高可用性。內(nèi)置的分布式時鐘仍可確保設(shè)備小于100ns的高精確同步性能，也可保證符合IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。輕松推出EtherCATGEtherCATG具有與EtherCAT同樣的性能出色且簡單易用的特點，并且具有EtherCAT的所有功能特征，協(xié)議以及基本機制和配置選項都保持不變。只有物理訪問通信電纜所需的功能塊被相應(yīng)的千兆型號所取代。因此，主站不需要新的軟件，只需要一個Gbit/s端口。現(xiàn)有的人們所熟悉的電纜類型也可以繼續(xù)使用：針對EtherCATG的Cat.5e電纜或針對EtherCATG10的Cat.6電纜。因此，如果主站配備上述1Gbit/s端口，EtherCATG從站將能夠與現(xiàn)有的EtherCAT主站一起運行。倍福目前正在開發(fā)更多EtherCATG協(xié)議擴展，以實現(xiàn)更優(yōu)性能。主站端必須有一些擴展，但這些擴展對于網(wǎng)絡(luò)運行來說并不重要。

用于以極高效率混合運行的分支模型EtherCAT和EtherCATG可以在同一個網(wǎng)絡(luò)中運行，這意味著EtherCATG的從站可以在百兆EtherCAT網(wǎng)絡(luò)中運行，反之亦然。但在這類混合網(wǎng)絡(luò)中，所有EtherCATG設(shè)備都將會被切換回百兆模式。為了防止出現(xiàn)這種情況，可以采用新的EtherCATG分支控制器模式，通過傳輸速率轉(zhuǎn)換，在千兆或萬兆網(wǎng)絡(luò)中并行運行百兆子網(wǎng)段。通過這種方式，EtherCAT網(wǎng)段的分支可以在百兆網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)，例如，使用新近發(fā)布的EtherCATG耦合器EK1400可以創(chuàng)建一個分支，從而允許在EtherCATG網(wǎng)絡(luò)中運行各種標(biāo)準(zhǔn)的EtherCATI/O模塊，并保留EtherCATG通信網(wǎng)段的千兆速度。EtherCATG分支模型的另一個關(guān)鍵優(yōu)勢是：它可以最小化延遲時間。全新的CU14xx系列多端口分支控制器專為實現(xiàn)此目的而設(shè)計，它可以實現(xiàn)多個EtherCAT和EtherCATG子網(wǎng)段的互連。每個分支通過主站的單個報文進(jìn)行尋址，然后這些報文會同時被處理。這樣可以縮短信號延遲時間，從而縮短通信和循環(huán)時間，因為從一個指定的子網(wǎng)段返回的報文直接從分支控制器傳輸?shù)街髡?，而獨立于其它子網(wǎng)段。在大多數(shù)應(yīng)用中，網(wǎng)段的并行運行不僅可以提高傳輸帶寬，而且還可以顯著提高性能。

新產(chǎn)品發(fā)布及供貨針對EtherCAT評估板的EtherCATG板載控制卡FB1400在未來幾個月內(nèi)將可供貨。FB1400將配備一個FPGA，固定配置為EtherCATG從站控制器（ESC）。必要時，客戶還可以創(chuàng)建和使用他們自己的ESC配置，并為EtherCATG規(guī)劃IP核。這將讓EtherCAT用戶以及主站從站設(shè)備制造商能夠?qū)π录夹g(shù)進(jìn)行充分評估。EtherCATG總線耦合器EK1400將于2019年下半年開始實現(xiàn)供貨。它提供分支控制器功能，能夠直接連接所有倍福EtherCAT端子模塊以及EtherCATG網(wǎng)段中的其它所有EtherCAT產(chǎn)品。倍福還將推出更多產(chǎn)品，例如三路和八路分支控制器（CU1403，CU1418）、EtherCATG拓?fù)鋽U展模塊（CU1423）、EtherCATG10分支控制器（CU1468）以及EtherCATG10板載控制卡（FB1450）。EtherCAT技術(shù)協(xié)會（ETG）將于今年秋季公布和推出EtherCATG/G10協(xié)議。與15年前推出的EtherCAT一樣，所有ETG成員都將能夠使用該協(xié)議擴展并從中獲益。應(yīng)用領(lǐng)域及性能舉例標(biāo)準(zhǔn)EtherCAT所具備的高性能對于滿足目前主流的應(yīng)用需求來說仍然綽綽有余。EtherCATG通信是為了極大規(guī)模地應(yīng)用及更廣泛地使用高數(shù)據(jù)密集型設(shè)備而開發(fā)，比如機器視覺相機、復(fù)雜的運動控制系統(tǒng)，以及要求高采樣率運行的測量測試設(shè)備等。機器視覺、狀態(tài)監(jiān)測與類似XTS及XPlanar的創(chuàng)新傳輸系統(tǒng)都需要可靠地將每個節(jié)點每個循環(huán)產(chǎn)生的幾百字節(jié)的過程數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，而這要求循環(huán)時間小于等于1微秒及EtherCATG所提供的高數(shù)據(jù)帶寬。第一個實際的EtherCATG應(yīng)用是XPlanar平面磁懸浮輸送系統(tǒng)，倍福在2018年的SPSIPCDrives上首次展出了此系統(tǒng)。這種平面電機輸送系統(tǒng)的無源且可自由懸浮的動子能夠以六自由度和最高精度進(jìn)行移動和定位。由于這款獨一無二的新系統(tǒng)需要接收連續(xù)的位置反饋信息，因此，必須在幾微秒時間內(nèi)傳輸所產(chǎn)生的極大數(shù)據(jù)量。如果沒有EtherCATG的超高性能，這幾乎是不可能實現(xiàn)的。

德國倍?？刂葡到y(tǒng)及通信架構(gòu) 高級產(chǎn)品經(jīng)理 Thomas Rettig

德國倍福控制系統(tǒng)架構(gòu)高級 產(chǎn)品經(jīng)理&國際大客戶經(jīng)理 Guido Beckmann

以下兩個實例計算說明了 EtherCAT G 和分支模型能夠帶來多少性能上 的提升或數(shù)據(jù)傳輸時間上的節(jié)省。

 加快通信時間：128 個伺服軸的刷新時間：34 μs 

– 選擇具有 128 根伺服軸的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)作為初步應(yīng)用

 – 在這種情況下，每個設(shè)備輸入和輸出 8 個字節(jié)的“標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)寬度” 使得每個周期會產(chǎn)生總共 1024 個字節(jié)輸入和輸出。如果使用通過 所有設(shè)備的傳統(tǒng) EtherCAT 通信，算上硬件傳輸延遲時間和報文長 度，通信時間最終將會是 237 μs

 – 如果現(xiàn)在把標(biāo)準(zhǔn)的 EtherCAT 設(shè)備替換成 EtherCAT G 設(shè)備，由于數(shù) 據(jù)速率更高，幀的長度更短，通信時間將會被縮短到 150 μs

 – 如果另外使用分支模型，并且整個網(wǎng)絡(luò)被分成 8 個 EtherCAT G 網(wǎng) 段，每個網(wǎng)段帶 16 個伺服驅(qū)動器，則通信時間僅需 34 μs，即比 現(xiàn)在的通信速度快 7 倍

利用帶寬優(yōu)勢：以 100 ksamples/s 的速率掃描 200 個模擬量輸入

 – 下面是現(xiàn)有的測量應(yīng)用 

— 狀態(tài)監(jiān)測 

— 監(jiān)測長達(dá) 10 千米的傳送帶

— 該應(yīng)用中有 200 個模擬量通道（±10 V），每個通道采樣速率 100,000 Hz（測量間隔10 μs ），必須以 1 ms 的周期時間進(jìn)行掃描 — 目前的解決方案由 4 個獨立的百兆 EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，每個網(wǎng)絡(luò) 都帶有 26 個帶有超采樣功能的雙通道模擬量輸入端子模塊 （EL3702）。每個 EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)都需要 8 個 1313 byte 的報文，需 要占用 322 Mbit/s 的帶寬。因此，4 個網(wǎng)絡(luò)中的每一個都占用了 88 的可用帶寬 – 如果現(xiàn)在把 4 個 EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)替換成 1 個 EtherCAT G 網(wǎng)絡(luò)，把總 線耦合器 EK1100 替換成 EtherCAT G 總線耦合器 Ek1400（分支控制 器），則能夠繼續(xù)使用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn) EtherCAT 端子模塊。但是，在 相同的周期時間（1 ms）內(nèi)，帶寬利用率僅為 350 Mbit/s，因此只 需要 1 個 EtherCAT G 網(wǎng)絡(luò)。剩余的 650 Mbit/s 帶寬可以用來擴展通 道并支持更高的模擬采樣率 

— 一個成本優(yōu)勢是可以極大地減少布線需求（1 個網(wǎng)絡(luò)取代 4 個網(wǎng) 絡(luò)），而且主站所需的端口數(shù)量也從 4 個減少到 1 個

通用型 EtherCAT 的功能特點：

– 直達(dá) I/O 層的實時以太網(wǎng) 

– 靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) – 出色的診斷功能 

– 小于 100 μs 的精確同步性

 – 配置非常簡單

 – 低系統(tǒng)成本 

– 性能卓越

 – 集成功能安全特性 

– 符合 IEEE-802.3 標(biāo)準(zhǔn)