NUC980 DIY项目大挑战 - EtherCAT实现

RT-Thread物联网操作系统 2022-05-18 09:20:55

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1．背景

最近计划DIY一个EtherCAT控制器，一直在看资料和选型，初步定了NUC980的方案，主要是看中NUC980的RAM比较大，采购还算方便（最近缺芯，大家都懂）。

选定硬件之后，NUC980跑什么系统呢？从以往经验来看，ARM9一般跑linux比较多，资源也好找，同时官方提供BSP。但这次任务有点特殊，EtherCAT对实时性要求比较高，linux不是最合适的。结合MCU开发经验，就准备上个RTOS，以前M3和M4的芯片，主要用FreeRTOS，最近也开始用RT-Thread。新唐官方也推出了NUC980的RT-Thread版BSP，对开发者非常友好，最终决定了NUC980+RT-Thread的方案。

刚好最近官方有个DIY项目官方活动，就报了名。
2．EtherCAT主站软件方案

EtherCAT本身还是比较复杂的，我们就不自己造轮子了，考虑用开源方案，毕竟硬件成本这么低，商用方案是真的用不起啊！
现在开源主站主要就两种，SOEM和IGH（相关的资料网上很多，这儿就不展开了），IGH只支持linux，所以只能选SOME，最新版本是SOEM1.4，本次移植就基于该版本。
3. 移植过程

3.1 RT-Thread 下载
本次移植基于最新发布的release4.1.0, 这个可以到github下载，最近Gitee也更新了。移植EtherCAT之前，首先把Nuvoton的BSP跑起来。这个参考官方的文档就可以了。

3.2 Some移植
下载soem-1.4.0，将整个目录放在rt-thread项目里，下图是我的目录，供参考
在some-1.4.0及其子目录中需要手工编辑SConscript脚本，这儿就不展开了。后续我把源码打包发上来。

Some移植主要是三个文件 osal.c，oshw.c和nicdrv.c。
osal.c 主要是微秒及的延时和定时函数；
oshw.c 主要是网络端和本机端数据的大小端转换；
nicdrv.c 主要是网络数据收发。

Some已经给出了很多操作系统移植，我的移植是基于rtk，这个是嵌入式系统，和我们的开发环境最接近。

3.2.1 osal.c移植
主要内容是实现osal_usleep和osal_gettimeofday两个函数。
我开始思路是自定义一个定时器用于EtherCAT，当时用了Timer4。等实现差不多了，发现系统时钟用的是Timer5，很多地方功能重复。最终和系统共用Timer5，省了个Timer，代码也简化了不少。下面就是改动过的相关代码，osal_timer_init这个初始化函数要在启动EhterCAT功能之前调用。

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