基于SEED-RT118X套件开发EtherCat从站（五）EEPROM

原创艾睿电子技术和方案 2024-07-11 12:00

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继上一期基于SEED-RT118X套件开发EtherCat从站（四）状态机，这期为您带来该系列的第五篇。

i.MX RT1180 EEPROM

EtherCAT从控制器利用EEPROM来存储EtherCAT从站信息（ESI），EEPROM的大小根据ESC（EtherCAT从站控制器）的不同而有所差异，通常支持从1 Kbit到4 Mbit的容量。为了简化设计，EtherCAT从控制器还支持通过微控制器来模拟EEPROM，从而省略物理EEPROM的使用。

i.MX RT 1180采用了一个外挂的EEPROM来实现EtherCAT从站信息存储功能。在使用EtherCAT功能前，需要在EEPROM中预先烧写相关信息，以确保i.MX RT 1180的EtherCAT模块能够正常工作。EEPROM中的内容既可以被从站应用层读取，也可以由EtherCAT主站来读取和修改。

EEPROM的烧写方法

EEPROM内容的烧写通常有两种方法：一种是在从站生产时预先烧写好，另一种是在主站扫描到从站后由主站来动态烧写。然而，由于i.MX RT 1180的EtherCAT模块在启动时需要读取EEPROM中的配置信息，如果无法读取到内容，可能会影响其MDIO的工作，进而无法正确配置外部PHY，导致主站无法扫描到从设备。因此，建议在实际部署前，预先在EEPROM中烧写好必要的信息。

一旦EEPROM中的内容被预先烧写好，从站就可以被EtherCAT主站正常扫描到。之后，如果需要修改EEPROM中的内容，可以直接通过EtherCAT主站进行动态修改。这种方式不仅简化了从站的生产流程，也提供了更加灵活的配置和管理能力。

EEPROM的数据结构

EEPROM数据结构如下图所示：

EtherCAT从控制器的EEPROM中，内容被分为几个区域，其中前64个字节（0至63）是协议规定的必要信息，而后续的内容则是可选的。具体来说，前8个字节（0到7）是ESC配置区域（如下图所示），这些值在芯片上电后会被自动读取，并用于配置EtherCAT模块的工作模式。

下图是SEED-RT118X EtherCAT控制四电机套件对应EEPROM 0-7的EEPROM内容:

根据协议可知每个字的值：

比如字0 取值0x0C80，我们可以知道i. MX RT1180的EtherCAT模块寄存器地址0x0140的取值就是0x80，地址0x0141的取值就是0x0C。

EEPROM（字8-15）区域为产品标识区：包括厂商标识（VendorID）、产品码（ProductCode）、版本号（RevisionNo）和序列号（SerialNo），各占两个字。

当主站开始扫描设备时，就是通过这里的信息来分辨从站是什么设备。关于这8个字的定义EtherCAT规范如下：

下图是SEED-RT118X EtherCAT控制四电机套件对应EEPROM（字8-15）的EEPROM内容：

根据协议可知每个字的值：

EEPROM字16-字63区域存储的信息，包括邮箱配置等信息。EtherCAT规范如下：

下图是SEED-RT118X EtherCAT控制四电机套件对应EEPROM 16-63的EEPROM内容：

其中部分字含义如下：

其中的字26值为0x0004，表示邮箱使用的协议是COE，这与我们之前分析的代码是一致的。

从字64开始，存储的是一系列分类附加信息，这些信息的类型丰富多样，涵盖了字符串、通用信息、FMMU信息、同步管理器信息、TxPDo、RxPDo，以及分布时钟等多个方面。这些信息并非必填项，是否填写取决于主站的具体要求。

如果主站系统如TwinCAT或IGH，这些附加信息即使不填写也无妨，因为主站会依赖其内部存储的XML文件来自动读取和解析所需的信息。然而，在另一种情况下，如果主站系统为SOEM或其他不支持XML文件读取的系统，那么这些分类附加信息就变得尤为重要，必须填写完整。这是因为这些主站需要这些附加信息来正确配置和通信与从站。

接下来，我们将简要介绍一些常用的分类附加信息。这些数据结构的组织方式相对统一，通常以一个2字节的类型名开始，紧接着是2字节的数据长度字段，用以指示随后数据信息的具体长度，最后则是根据数据长度定义的实际数据信息内容。