EtherCAT 如何支持不同的网络拓扑？
假设一个纯 EtherCAT 网络没有任何标准的以太网交换机、集线器等...使事情复杂化，并且具有一个主设备和多个从设备。
一些消息来源将其描述为仅支持环形拓扑（即 Wikipedia），考虑到操作理论，这是有道理的，但 EtherCAT 网站称它也支持其他拓扑。
100BaseTX 以太网电缆包含两个半双工链路，每个方向一个；当被视为半双工链路的图表时，EtherCAT 是否始终是环形总线，但当被视为物理以太网电缆的图表时，该图表几乎可以是任意的？
【问题讨论】：
标签： ethercat
没错。
从物理上看，可以有很多拓扑：菊花链、星形、树形等。例如，您可以使用 Beckhoff EK1122 模块创建一个三分支星形拓扑。从逻辑上讲，EtherCAT 帧通过的所有节点（主节点和从节点）都有一条确定的路径。这形成了一个环，因为 master 是启动所有帧的源，也是所有帧将返回的最终目的地。
【讨论】：
EtherCAT“环路”是一组连接的从设备，每个设备最多可以连接四个相邻设备。这四个可能的连接称为端口，编号为 0-3。端口 0 是“上游”连接，我通常将其描述为连接到从设备的父设备，端口 1 通常是“直通”路径。
以总线耦合器 (EK1100) 为例，它有：
为了比较，EBUS 连接点具有：
还有一个总线扩展 (EK1110) 有：
这些连接形成了一个图，其中每个从属节点都是一个节点，只有一个父节点和最多三个子节点。图中的每条边代表两个端口之间的双向以太网连接。一旦你建立了这个连接的从属图，自动递增编号方案会从树的深度优先遍历产生，用下一个空闲编号对每个新从属进行编号。沿着端口 1、端口 3 和端口 2 探索子图（不知道为什么是这个顺序）。
所以，是的，每个半双工链路在通过网络的数据包传输期间只遍历一次，这意味着它可以被视为半双工链路的环，每个从属到从属连接出现在环上两个地方（每个遍历方向一次）。
【讨论】：
（一些附加信息）
如果您查看 EtherCAT 主站对其从站的寻址方式，您会发现即使您有菊花链拓扑，电报传输的行为也类似于线拓扑。这是因为主站对总线上存在的所有从站进行计数，并为它们分配一个自动递增地址（在第一阶段）。这就是奴隶如何处理电报的顺序。所以主机将电报传递给slave1，它将其数据快速放入其部分并传递给slave2，依此类推。最后一个从站关闭总线并发送回电报。在用户手册中，他们有时会使用“快捷方式”这个词。
所以物理上你几乎可以拥有你想要的所有拓扑，但逻辑上你有一条线。如果您想要冗余，您可以将最后一个从站连接到主站的第二个 EtherCAT 端口。这将为您提供一个真正的环形拓扑结构，并且总线在从属设备出现故障的情况下仍然可以工作（不包括有缺陷的从属设备）。
【讨论】：
正如 Eric Z 在上面回答的那样，它可能是物理线、环、星形或树。他说，数据包将通过一个逻辑环。但是他没有说这是如何实现的，请参阅我的cmets对他的回答。于是我挖得更深了，发现了这篇文章：
http://digital.ni.com/public.nsf/allkb/3399C1A0211EDC14862580140065286B
其中描述了 “专用 EtherCAT 连接点” 需要构建星形（或树）：
明星：
这是许多 EtherCAT® 新手最熟悉的拓扑，因为它类似于使用集线器的常规以太网网络。但是，要实现这一点，您将需要一个专用的 EtherCAT® 接头。因此，它可能比环或线路更昂贵。此外，这种拓扑结构会比其他拓扑结构稍微慢一些，因为有更多的间隙节点必须在端节点之间重复消息（例如，对于从主节点到从节点的 EtherCAT® 数据包，它必须首先通过连接点/集线器，这将引入一个小的延迟）。事实上，EtherCAT® 星型拓扑与传统的星型拓扑不同——它实际上是一种线型拓扑，其中数据通过 junction 端口 1，到达其末端从站并返回到 junction，然后以相同方式通过 junction 端口 2 .这种拓扑结构最适合位于难以实施线路或环网的物理限制的系统。
搜索“EtherCAT junction”我找到了
https://www.beckhoff.com/english.asp?ethercat/ek1122.htm
这实际上是 Eric Z 提到的产品，一个 2 端口 EtherCAT 接头。还有8口设备，https://www.beckhoff.com/english.asp?pc_cards_switches/cu1128.htm
【讨论】：