1.6大主流工业以太网协议详细介绍
2.基于Aurix的太网太网以太网实践：TCP Client实现坑点
3.带有以太网的MicroPython开发板: TPYBoardv201温湿度上传示例
4.AUTOSAR Ethernet Driver（以太网驱动程序）
5.Artix7系列FPGA实现SDI视频编解码+UDP以太网传输，基于GTP高速接口，源码提供工程源码和技术支持
6.EtherCAT简介

6大主流工业以太网协议详细介绍

       工业以太网是代码一种基于商用以太网标准，针对工业环境进行改良的太网太网通信网络。它着重于低时延、源码大量连接和对实时性、代码码上通源码可靠性、太网太网安全性的源码高需求。当前，代码常见的太网太网工业以太网协议有EtherCAT、PROFINET、源码EtherNet/IP、代码SercosⅢ和时间敏感网络（TSN），太网太网它们各自有独特的源码特性和优势。

       EtherCAT，代码由倍福自动化公司推动，是灵活且成本效益高的解决方案，以其极短的响应时间和硬件处理的特性，支持高速数据传输。其开放但非开源的授权模式允许设备自由应用，但开发需通过特定授权。

       EtherNet/IP，由罗克韦尔自动化公司和ODVA管理，基于TCP/IP，兼容多种物理介质，支持点对点连接，适合大规模部署。其CIP协议提供通用的消息和服务，可实现高效生产者-消费者通信。

       PROFINET，由西门子和PROFIBUS&PROFINET国际协会提出，gourmet公式源码分为A、B和C三个类别，提供了实时性逐渐增强的功能，支持多种拓扑结构，但需谨慎规划以保持系统性能。

       POWERLINK由B&R公司开发，公开源码，易于实施，支持实时通信和时间同步，适用于多种自动化系统，可在多种平台上实现。

       SercosIII提供高效确定性的通信，融合了实时数据交换与以太网，特别适合伺服驱动器控制，支持环型和线型拓扑的切换以保证冗余通信。

       TSN致力于在非确定性网络中提供确定性传输，支持高速数据传输，但配置复杂，适用于数据密集型应用。TSN将与传统工业以太网协议共存，但长远看，可能替代部分现场总线系统。

基于Aurix的以太网实践：TCP Client实现坑点

       在之前的文章中，关于基于Tricore的UDP/TCP入门工程中，我们发现了一个导致TCP通信不稳定的小问题。为了解决这个问题并分享TCP Client实现中的关键点，本文进行了深入研究。以下是主要的讨论内容:

       1. TCP Client 实现中的问题

       在Ethernet通信中，Client和Server的角色需要注意不同。我们首先来看一下实验环境:

       Server启动后，substrate项目源码Client再进行连接，避免连接初期的不稳定。

       Client启动时，必须确保网络连接正常，Cpu0_Main.c中的部分代码负责处理这个问题。

       2. 服务端接口和配置调整

       服务端通过tcp_poll接口定期发送数据，设置了ms的间隔。此外，为了保证TCP稳定性，我们调整了ARP协议的配置，延迟ARP请求的发送。

       3. TCP三次握手和通信理解

       理解TCP的状态机和三次握手过程是关键。三次握手期间不传输数据，只有握手完成后才开始数据传输。

       4. 源码链接

       本文提供的TCP Server和Client端源码链接，经过测试，可稳定通信长达小时以上。

       更多相关资源可以关注“开心果 Need Car”微信公众号，获取更多Autosar开发经验分享。

       往期文章回顾

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带有以太网的MicroPython开发板: TPYBoardv温湿度上传示例

       温度和湿度测试从未中断. 这次我们继续测量温度和湿度. 我们还使用DHT进行检测. 但是，这一次检测到的温度和湿度将不会显示，也不会发出警报. 这次，检测到的数据将通过以太网上传到服务器.

       首先讨论所需的设备:

       一个TPYBoard_V开发板;

       一个DHT温湿度模块；

       一个面包板（可以省略）；

       几条杜邦线；

       首先让我们简要介绍一下每个设备.

       TPYBoard_V开发板

       TPYBoard_V是TurnipSmart基于MicroPython开发的MicroPython开发板，符合MIT许可证. 它基于STMF单片机，并通过USB接口进行数据传输. 开发板内置4个LED灯和板载V网络端口功能，可以在3.3V至V的电压下正常工作. 可以说，该开发板在网络稳定性方面并不过分，其他的硬件资源也非常丰富，例如单总线，i2c，babelplugin插件源码spi，串口等接口也都可以使用，这一次我们将使用串行端口和单个总线功能.

       DHT

       DHT数字温度和湿度传感器是具有校准的数字信号输出的温度和湿度复合传感器. 它采用了专用的数字模块采集技术以及温度和湿度感测技术，以确保产品具有极高的可靠性和出色的长期稳定性. 该传感器包括一个电阻式湿度感测元件和一个NTC温度测量元件，并与一个高性能的8位微控制器连接.

       上面介绍了所需的设备. 让我们谈谈实验所需的环境. 这里只需要能够为开发板供电，并可以支持有线网络连接（您可以将开发板连接到Internet电缆）.

       以下实验开始

       一个. 根据下表连接

       DHT V开发板

       GND GND

       VCC VIN

       DATA X8

       第二步是为开发板供电并插入网络电缆. 当V网络端口上的绿色指示灯点亮时，表明网络已连接.

       两个. 配置V网络端口

       此步骤是设置一系列信息，例如V网络端口模块的目标地址，本地端口，波特率，数据位，奇偶校验位等.

       然后我们讨论基本的逻辑流程:

       1. 这次我们将温度和湿度数据上传到服务器. 第一步绝对是在开发板上获取温度和湿度数据. 关于DHT的使用，开发板提供了非常详细的使用方法和DHT库，这里不再赘述.

       2. 成功获取温度和湿度后，将温度和湿度数据分为几部分. 坦率地说以太网开发板，我们将温度和湿度分开.

       3. 之前已经处理了所有要发送的数据，下一步就是发送. 在确保网络畅通的前提下，设置串行端口6，即Y1和Y2，具体波特率应参考您的前面. 设置V网络端口的波特率.

       4. 这里需要说明的是，当该开发板使用以太网功能时，三个引脚Y1，Y2和Y3被占用，其中Y1和Y2是串行端口以太网开发板，执行通信功能.

       5. 在此，需要引入Y3. Y3是V网络端口的设置引脚. 当Y3不为低时，表示V网口处于正常工作状态. 您可以上传数据，也可以使用设置软件通过网络. 组态. 当Y3为低时，V网络端口进入串行端口配置模式，可以使用设置软件通过串行端口进行配置. 目前，源码网站系统无法执行数据上传.

       6. 完成上述所有工作后，剩下的就是通过串行端口6发送配置的数据.

       7. 最后，我们只需要监视数据是否正常上传即可.

       物理和数据图

       以下是我的实验的物理和数据监控屏幕截图. 我在计算机上打开了一个模拟端口. 虽然很低，但是效果是一样的.

       物理

       数据监控屏幕截图

       源代码

       这是我制作的源代码，与大家共享.

AUTOSAR Ethernet Driver（以太网驱动程序）

       AUTOSAR Ethernet Driver（以太网驱动程序）在汽车电子系统中扮演着关键角色，它作为Microcontroller Abstraction Layer（微控制器抽象层）的通信驱动，提供硬件独立的接口，使得上层网络接口能统一访问底层总线系统。其主要功能包括初始化、配置和数据传输，配置需考虑特定通信控制器特性，支持多控制器且可能需要与交换机驱动协作。驱动程序遵循one-fits-all原则，通过目标代码交付，允许无需修改源代码的配置。

       以太网驱动程序的开发基于AUTOSAR提供的通用规范，如SWS BSW General，确保了其在汽车行业的适用性。它存在一些约束，如单线程执行，不能处理大数据量，以及可能需要根据硬件异步/同步特性调整API。以太网驱动模块与多个模块交互，如交换机驱动程序，共同构建复杂的网络堆栈结构。

       功能规范方面，驱动程序提供了丰富的API，如初始化、设置控制器模式、获取物理地址，以及处理数据传输、时间同步和错误处理等功能。API设计注重性能和灵活性，如支持协议校验和计算和丢弃，以及接收数据和发送确认的处理机制。

       总的来说，AUTOSAR Ethernet Driver是一个高度标准化和可配置的以太网驱动解决方案，为汽车电子系统的高效通信提供了坚实的基础。

Artix7系列FPGA实现SDI视频编解码+UDP以太网传输，基于GTP高速接口，提供工程源码和技术支持

       在FPGA领域，实现SDI视频的编解码以及通过UDP以太网传输，是一个技术含量颇高的项目，本文将详细介绍如何使用Artix7系列FPGA完成这一任务，包括硬件设计、软件编码、以及关键技术点的解析。

       首先，我们考虑使用两种实现SDI视频编解码的方法。第一种方法采用专用的编解码芯片，如GS用于接收，GS用于发送，其优点在于硬件简单，但成本较高。第二种方法则是利用Xilinx系列FPGA的资源，通过GTP/GTX接口实现SDI信号的高速串并转换，通过Xilinx特有的SMPTE SDI IP核进行SDI视频的编解码，这样可以更合理地利用FPGA的资源。本博提供了一套解决方案，包括硬件开发板、工程源码以及相关技术支持。

       硬件设计方面，我们基于Xilinx的Artix7系列FPGA开发板，实现了3G-SDI视频的输入，通过Gva芯片将单端信号转换为差分信号并进行均衡处理。随后，利用GTP接口将差分信号进行解串，再通过SMPTE SDI IP核解码SDI信号为BT格式。解码后的BT视频信号经过转RGB处理，然后通过自研的纯Verilog图像缩放模块将x的视频缩放到x。缩放后的视频数据被缓存在DDR3内存中，以实现三帧缓存。最后，通过自定义的UDP视频发送模块，将视频数据编码后通过以太网接口输出，PC端通过QT上位机接收和显示视频内容。这一过程涵盖了SDI到网络的完整转换流程。

       为了提供更广泛的支持，本博还提供了大量的工程源码、技术方案以及移植说明，包括SDI编解码、以太网通信、图像缩放等关键部分。读者可以根据自己的需求选择合适的方案进行学习和应用。在移植和使用过程中，需要注意的细节包括FPGA型号匹配、DDR配置、以及IP升级等。此外，本博还提供了一套包含工程源码的资料包，可供有需要的读者获取。

       综上所述，本文详细介绍了使用Artix7系列FPGA实现SDI视频编解码+UDP以太网传输的全过程，从硬件设计到软件编码，包括关键技术点的解析和实际应用的示例，为读者提供了一套完整的解决方案。无论是学习FPGA技术，还是在实际项目中应用，本文提供的信息都将是一个宝贵资源。

EtherCAT简介

       EtherCAT，即"以太网控制自动化技术"，是一种开放源代码的创新解决方案。它的目标是利用以太网协议（一种广泛应用于局域网的通信标准），在工业环境中，特别是针对制造业，如工厂和生产线，提升设备间的通信效率和性能。

       这个技术特别适用于需要高度自动化和协调的场景，如机器人操作和生产线上的精密装备。EtherCAT通过IEC规范（IEC/PAS ）进行设计，确保了其在工业环境中的可靠性和一致性。它旨在简化网络连接，减少硬件成本，同时增强系统的实时性和响应速度，是现代工业4.0背景下不可或缺的一部分。

        EtherCAT的优势在于其易于部署和扩展，无需专用的硬件，只需普通的以太网设备即可实现自动化控制，这对于大规模生产和快速响应市场变化的企业来说，无疑具有巨大的吸引力。通过标准化的IEC规范，它能够确保全球范围内的设备兼容性，进一步推动了工业自动化的发展和全球化进程。

扩展资料

       EtherCAT 是开放的实时以太网络通讯协议，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)。

使用原始套接字发送_接收IEEE协议帧

       IEEE简介

       IEEE Std .1为多个家庭网络提供了一个抽象层，包括电力线、Wi-Fi、双绞线以太网。它在MAC层和LLC层间提供了一个共通接口，支持数据包传输的连通性选择，不需改变底层网络技术的行为或实现。

       简单而言，IEEE在数据链路层增加了一个抽象层，允许应用直接获取IEEE信息。

       如何发送一个IEEE数据帧

       由于IEEE位于数据链路层，无法通过数据链路层以上的socket获取信息。需创建raw socket并指定以太网数据类型0xa，发送IEEE类型包。将值更改为0x可发送任意类型帧。

       构建以太网头、cmdu头及TLVs。本文仅构造topology query消息，故仅构建endOfMessageTlv。将数据按照以太网头+cmdu头+TLVs顺序拷贝到buf中，准备发送。

       使用memcpy函数完成数据拷贝。

       发送原始数据包并编译wireshark抓包。

       编译后运行程序需root权限。运行前可打开wireshark，使用eth.type == 0xa过滤IEEE包进行验证。

       源码如何接收一个IEEE数据帧

       接收需创建raw socket，与发送一致。可选择绑定接口，若填充接收函数参数，则无需绑定。

       使用recvfrom()函数接收数据。

       接收后，十六进制打印buf内容，与wireshark抓取数据对比验证。

       源码拓展获取所有网络接口

       调用if_nameindex()获取接口链表，使用if_nameinde释放内存。

       获取接口对应MAC地址

       通过sockfd+ioctl获取MAC地址，需提前填充网络接口名称。 ioctl后，结构体携带MAC地址值。

       参考链接