EtherCAT报文-BRD（广播读）抓包分析

news2024/11/27 8:27:37

0.工具准备

1.EtherCAT主站
2.EtherCAT从站（本文使用步进电机驱动器）
3.Wireshark

1.EtherCAT报文帧结构

EtherCAT使用标准的IEEE802.3 Ethernet帧结构，帧类型为0x88A4。EtherCAT数据包括2个字节的数据头和44-1498字节的数据。数据区由一个或多个EtherCAT子报文组成，每个子报文对应独立的设备或从站存储区域。EtherCAT数据帧结构定义如下所示：
在这里插入图片描述
图中部分内容的定义如下：

3.EtherCAT报文-BRD抓包

BRD报文也就是广播读报文，一般用于在主站初始化从站阶段通过BRD报文获取当前网络中的从站数量。

3.1 主站发送BRD报文

主站向从站（2个）的0x0001寄存器（ESC芯片类型寄存器）发起广播读命令。报文如下：
在这里插入图片描述

3.1.1 以太网帧头

在这里插入图片描述

目的地址：ff:ff:ff:ff:ff:ff
源地址：01:01:01:01:01:01
帧类型：0x88A4

3.1.2 EtherCAT头

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EtherCAT数据长度：0x00d（13）
保留位：0
类型：0x1（EtherCAT命令）

3.1.3 子报文

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3.1.3.1 子报文头

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命令：7（广播读命令）
索引（帧存放临时缓冲区编号）：0x01
从站地址：0x0000 （这里由于是主站发送的BRD报文，通常都置0x0000）
偏移地址：0x0001（所谓偏移地址就是寄存器地址）
长度：1（和寄存器地址长度相对应，0x0000寄存器长度为2字节）
保留位：0
是否阻止循环帧发送：0（报文不是循环报文）
是否有后续子报文：0（这是最后一个子报文）
状态（中断到来标志）：0x0000

3.1.3.2 数据

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注意：图中红框标记处为数据
数据：0x00

3.1.3.3 WKC

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WKC（工作计数器）：由于是主站发出的BRD报文，还没经过从站，因此wkc为0
后面的连续的00是填充字节，使EtherCAT报文满足以太网报文最小64byte的要求。

3.1.3.4 FCS

由于Wireshark不支持显示FCS，这里省略4Byte的FCS。值得说明的是，能够被Wireshark抓取到的报文，都是FCS校验通过的帧。

3.2 主站接收从站返回的BRD报文

主站向从站（2个）的0x0001寄存器（ESC芯片类型寄存器）发起广播读命令，随后会收到从站返回的BRD报文，内容如下：

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3.2.1 以太网帧头

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目的地址：ff:ff:ff:ff:ff:ff
源地址：03:01:01:01:01:01
帧类型：0x88A4

3.2.2 EtherCAT头

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EtherCAT数据长度：0x00d（13）
保留位：0
类型：0x1（EtherCAT命令）

3.2.3 子报文

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3.2.3.1 子报文头

在这里插入图片描述

命令：7（广播读命令）
索引（帧存放临时缓冲区编号）：0x01
从站地址：0x0002（从站返回的顺序号）
偏移地址：0x0001（所谓偏移地址就是寄存器地址）
长度：1（和寄存器地址长度相对应，0x0000寄存器长度为1字节）
保留位：0
是否阻止循环帧发送：0（报文不是循环报文）
是否有后续子报文：0（这是最后一个子报文）
状态（中断到来标志）：0x0000