TwinCAT3EtherCAT抓包|技术集结

在使用TwinCAT测试EtherCAT EOE功能时,我们会发现正常是无法使用Wireshark去进行网络抓包抓取EtherCAT报文的,今天这篇文章就带大家来上手EtherCAT抓包方式。


准备环境

硬件环境:

  • EtherKit开发板

  • 网线一根

  • Type-C USB线一根

软件环境

  • TwinCAT3

  • RT-Thread studio

  • wireshark


EtherCAT EOE工程下载

首先 RT-Thread studio 安装 EtherKit SDK 包,然后新建一个示例工程:etherkit_ethercat_eoe,编译并下载程序;

将电脑一端网线连接至 EtherKit 的 ETH0,同时修改以太网适配器IP保持与从站IP在同一网段下:

观察开发板串口状态,此时可以看到 eoe app 已经正常运行了:


TwinCAT3 模拟EtherCAT主站启动

在启动 TwinCAT3过程中还需要配置ESI文件及安装Twin CAT驱动,可参考EtherKit用户手册,此处不再详述;

接下来我们主站扫描从站设备,并激活该从站设备:

激活从站设备后可以看到 EtherKit 开发板板载以太网指示灯正常工作,同时默认从站DC模式为 SM-Synchron :


TwinCAT3配置DC-Synchron

首先我们需要开启 wireshark 抓包支持,右键点击 Device,在 Adapter 中勾选 Promiscuous Mode(use with Wireshark only)来开启混杂模式;

接着我们需要先切换DC模式,由默认的 SM-Synchron 模式切换为 DC-Synchron;

接着我们点击上方导航栏 TwinCAT->Restart TwinCAT(config Mode);

提示 Restart TwinCAT system in config Mode,点击确定;

shell再次提示 Load IO设备,点击确定;

然后点击激活;

接着我们再切换回 SM-Synchron,并打开wireshark,选择对应的网卡设备,此时就可以看到ECAT报文了;


EtherCAT数据帧结构

EtherCAT数据直接使用以太网数据帧进行传输,帧类型为0x88A4。一个EtherCAT数据包括2个字节的数据头和44~1498字节的数据,其中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帧结构定义

EtherCAT帧结构定义

每个EtherCAT子报文包括子报文头、数据域和相应的工作计数器(WKC,Working Counter);WKC记录了子报文被从站操作的次数,主站为每个通信服务子报文设置预期的WKC,发送子报文中的工作计数器初值为0,子报文被从站正确处理后,工作计数器将增加一个增量,主站比较返回子报文中的WKC和预期WKC来判断子报文是否被正确处理;WKC由ESC在处理数据帧的同时进行处理,不同的通信服务对WKC的增加方式不同;

EtherCAT子报文结构定义


EtherCAT报文分析

1.请求报文

首先我们设置过滤规则:

ecat.cmd==BRD && ecat.ado==0x130

我们随机抓取一条BRD报文,主站向从站发送的偏移地址为 0x130 的报文,表示读取从站特定寄存器(如设备标识符、状态字等)的值。此类报文在系统初始化或状态监测中常被使用。

2.应答报文

从站启动过程:主站依次向偏移地址 0x120 发送 1、2、4、8 命令,控制从站依次进入初始化(INIT)、预操作(PRE-OP)、安全模式(SAFE-OP)和操作模式(OP):

ecat.ado==0x120 && (ecat.adp==0x03e9 ||ecat.adp==0xffff)

其中 ecat.adp == 0xffff 表示广播方式,主站向所有从站发送命令;而 ecat.adp==0x03e9(例如)表示特定从站地址(可根据实际地址修改)发送控制命令。

3.控制命令与EOE报文过滤

我们使用如下过滤规则来抓取EtherCAT控制命令与以太网封装(EOE, Ethernet over EtherCAT)相关的报文:

(ecat.ado==0x120 || ecat_mailbox.eoe) && (ecat.adp==0x03e9 || ecat.adp==0xffff)

解析说明

  • ecat.ado==0x120:表示抓取访问地址偏移 0x120 的寄存器命令,此为 从站状态控制寄存器,主站通过它向从站发送模式切换指令(如INIT、PRE-OP、SAFE-OP、OP);

  • ecat_mailbox.eoe:表示抓取所有 EOE协议封装的以太网数据,EOE允许通过EtherCAT传输标准以太网帧(如TCP/IP、UDP);

  • ecat.adp==0x03e9:指定从站地址为 0x03e9(十进制1001),用于单个从站点对点通信;

  • ecat.adp==0xffff:表示广播命令,主站向所有从站同时发起操作。

应用场景

此过滤规则可用于同时监控:

  1. 主站对某个从站(或全部从站)的工作模式控制行为;

  2. 通过EOE传输的数据帧(常见于使用TCP/IP通信的EtherCAT从站,如带IP接口的远程IO模块或工业摄像头);

下面是使用Wireshark实际抓包情况:

4. EtherCAT EOE抓包TCP报文

首先我们修改工程目录下的 src/hal_entry.c 文件,将该文件全部替换为如下代码:

/* * Copyright (c) 2006-2024, RT-Thread Development Team * * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 * * Change Logs: * Date           Author        Notes * 2024-03-11     Wangyuqiang   first version */#include #include "hal_data.h"#include #include #include #include #include #include #define BUFSZ       (1024)static const char send_data[] = "This is TCP Server from RT-Thread.";void hal_entry(void){    rt_kprintf("\nHello RT-Thread!\n");    rt_kprintf("==================================================\n");    rt_kprintf("This example project is an ethercat eoe routine!\n");    rt_kprintf("==================================================\n");}static void tcpserv(void *parameter){    char *recv_data; /* 用于接收的指针,后面会做一次动态分配以请求可用内存 */    socklen_t sin_size;    int sock, connected, bytes_received;    struct sockaddr_in server_addr, client_addr;    rt_bool_t stop = RT_FALSE; /* 停止标志 */    int ret;    recv_data = rt_malloc(BUFSZ + 1); /* 分配接收用的数据缓冲 */    if (recv_data == RT_NULL)    {        rt_kprintf("No memory\n");        return;    }    /* 一个socket在使用前,需要预先创建出来,指定SOCK_STREAM为TCP的socket */    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)    {        /* 创建失败的错误处理 */        rt_kprintf("Socket error\n");        /* 释放已分配的接收缓冲 */        rt_free(recv_data);        return;    }    /* 初始化服务端地址 */    server_addr.sin_family = AF_INET;    server_addr.sin_port = htons(5000); /* 服务端工作的端口 */    server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;    rt_memset(&(server_addr.sin_zero), 0sizeof(server_addr.sin_zero));    /* 绑定socket到服务端地址 */    if (bind(sock, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1)    {        /* 绑定失败 */        rt_kprintf("Unable to bind\n");        /* 释放已分配的接收缓冲 */        rt_free(recv_data);        return;    }    /* 在socket上进行监听 */    if (listen(sock, 5) == -1)    {        rt_kprintf("Listen error\n");        /* release recv buffer */        rt_free(recv_data);        return;    }    rt_kprintf("\nTCPServer Waiting for client on port 5000...\n");    while (stop != RT_TRUE)    {        sin_size = sizeof(struct sockaddr_in);        /* 接受一个客户端连接socket的请求,这个函数调用是阻塞式的 */        connected = accept(sock, (struct sockaddr *)&client_addr, &sin_size);        /* 返回的是连接成功的socket */        if (connected < 0)        {            rt_kprintf("accept connection failed! errno = %d\n", errno);            continue;        }        /* 接受返回的client_addr指向了客户端的地址信息 */        rt_kprintf("I got a connection from (%s , %d)\n",                   inet_ntoa(client_addr.sin_addr), ntohs(client_addr.sin_port));        /* 客户端连接的处理 */        while (1)        {            /* 发送数据到connected socket */            ret = send(connected, send_data, strlen(send_data), 0);            if (ret < 0)            {                /* 发送失败,关闭这个连接 */                closesocket(connected);                rt_kprintf("\nsend error,close the socket.\r\n");                break;            }            else if (ret == 0)            {                /* 打印send函数返回值为0的警告信息 */                rt_kprintf("\n Send warning,send function return 0.\r\n");            }            /* 从connected socket中接收数据,接收buffer是1024大小,但并不一定能够收到1024大小的数据 */            bytes_received = recv(connected, recv_data, BUFSZ, 0);            if (bytes_received < 0)            {                /* 接收失败,关闭这个connected socket */                closesocket(connected);                break;            }            else if (bytes_received == 0)            {                /* 打印recv函数返回值为0的警告信息 */                rt_kprintf("\nReceived warning,recv function return 0.\r\n");                closesocket(connected);                break;            }            /* 有接收到数据,把末端清零 */            recv_data[bytes_received] = '\0';            if (strcmp(recv_data, "q") == 0 || strcmp(recv_data, "Q") == 0)            {                /* 如果是首字母是q或Q,关闭这个连接 */                closesocket(connected);                break;            }            else if (strcmp(recv_data, "exit") == 0)            {                /* 如果接收的是exit,则关闭整个服务端 */                closesocket(connected);                stop = RT_TRUE;                break;            }            else            {                /* 在控制终端显示收到的数据 */                rt_kprintf("RECEIVED DATA = %s \n", recv_data);            }        }    }    /* 退出服务 */    closesocket(sock);    /* 释放接收缓冲 */    rt_free(recv_data);    return ;}static int tcpserv_app(void){    rt_thread_t tcps = rt_thread_create("tcpserv", tcpserv, RT_NULL, 20481810);    if(tcps != RT_NULL)    {        rt_thread_startup(tcps);    }    return 0;}

编译下载后重新烧录程序并启动,在从站成功连接到主站后,执行 tcpserv_app 指令来启动一个 TCP Server:

同时我们打开 TCP 测试软件,配置 TCP 客户端,配置信息如下:

  • 目标IP:192.168.10.100(从站IP)

  • 目标端口:5000

同时打开 Wireshark ,查看 EtherCAT EOE网络下的 TCP报文能够被成功捕获:


附录1 EtherCAT通信服务命令

EtherCAT 子报文所有的服务都是以主站操作描述的。数据链路层去规定了从站内部物理存储、读写和交换(读取并马上写入)数据的服务。读写操作和寻址方式共同决定了子报文的通信服务类型, 由子报文头中的命令字节表示:

主站接收到返回数据帧后,检查子报文中的WKC,如果不等于预期值,则表示此子报文没有被正确处理。子报文的WKC预期值与通信服务类型和寻址地址相关。子报文经过某一个从站时,如果是单独地读或写操作, WKC 加1 。如果是读写操作, 读成功时WKC加1,写成功时WKC 加2 ,读写全部完成时WKC加3,子报文由多个从站处理时, WKC是各个从站处理结果的累加。


附录2 EtherCAT状态码


主从站套件

EtherKit开发板 原价369

HMI-Board开发板 原价198


限时组合EtherKit开发板+HMI-Board开发板优惠价499(立减68元)

🍑宝链接:https://item.taobao.com/item.htm?ft=t&id=918566409019&skuId=5786770240181

End

想要在RT-Thread平台或社区投放内容?或想参与相关直播活动及赛事?RT-Thread已开放对接窗口,请通过邮件与我们取得联系,期待合作!

合作邮箱: tongfangyi@rt-thread.com 

RTThread物联网操作系统 帮助您了解RT-Thread相关的资讯.
评论
  • Micro-OLED显示技术具有高刷新率、高亮度低功耗、小体积等特点,是微显示领域的优选方案。针对Micro-OLED CVBS显示驱动需求,上海冠显(TDO)设计的驱动方案,实现CVBS信号到Micro-OLED显示屏的稳定转换和显示控制,将满足行业对高质量、高性能显示解决方案的迫切需求,为XR、军工、工业及医疗等应用领域提供更优质的视觉体验。方案架构 显示屏驱动板TV103F1CSFS01 是TDO自主开发的单目硅基 OLED 显示屏驱动板,以 SH1.0连接器为 CVB
    冠显光电MicroOLED代理视涯 2025-06-18 16:32 4024浏览
  • 当数千伏工业电机快速启停时、当高速充电桩断电恢复时、当光伏逆变器遭遇雷击时,高压侧电路可能会因电感电流突变或浪涌耦合,产生幅值达母线电压数倍的电压尖峰。而在缺乏有效电气隔离措施或在寄生电容耦合作用的情况下,这些电压尖峰会迅速传导至低压侧电路,瞬间击穿MCU、传感器等敏感元器件,严重时还会威胁到操作人员的生命安全。因此,在现代电力电子系统的高低压电路之间引入隔离芯片,建立安全可靠的电气隔离屏障,已成多项安全标准与通用规范中的明确要求与刚性规定。其不仅能防止高压浪涌、短路漏电等不良现象损坏敏感元器件
    华普微HOPERF 2025-06-18 15:52 4076浏览
  • 在户外作业和复杂环境监测场景中,目标追踪需求、环境干扰因素和多变光线条件不断增加,传统光学观测设备面对画面模糊、响应延迟、信息缺失等问题时常难以应对。此时,显示技术的升级成为突破口——它不再只是单纯的“图像载体”,而逐步演变为“决策中枢”,成为设备智能化的核心支撑。其中,Fast LCD 通过其高速响应、高清显示、低功耗和优秀的环境适应性,成为瞄准镜、热成像等设备理想的显示方案,极大地提升设备性能和用户体验。上海冠显光电推出的Fast LCD 1.25" HDMI单目驱动方案,小巧紧凑,采用HD
    冠显光电MicroOLED代理视涯 2025-06-17 14:51 957浏览
  • 作为自然界最敏锐的“通用语言”之一,从破土而出的植物新芽到钢铁熔炉中的炽热火焰,温度一直都在无声地影响着万物运行的节奏,它不仅是农业播种与收获、牧业养殖与繁育、工业材料加工与产品制造等领域的关键生产因素之一,更是所有地球生物赖以生存的重要气候参数。因此,如何更好地“读懂”温度已成为各行各业实现提质增效的重要突破点之一,而数字温度传感器就是人类通过发展物联网技术让温度实现快速“说话”的重要途径。数字温度传感器是一种能直接输出数字信号的传感器,具有微型化、易集成、低功耗与高精度等优势,已被广泛应用于
    华普微HOPERF 2025-06-19 09:39 4636浏览
  •  RoCE v2原语在RoCE v2协议中,应用程序并不直接与网卡接口相关联,开发者使用RDMA原语进行应用程序的开发。RDMA原语分为单边(one-side)语义和双边(two-side)语义,其中,WRITE、READ、ATOMIC为单边语义,SEND、RECEIVE为双边语义,且双边语义往往成对出现。单边语义指:当本地主机调用单边语义进行操作时,远程主机的CPU完全不会感知这一过程,只有本机的CPU参与数据处理和数据传输流程[42]。READ、WRITE、ATOMIC操作为单边语
    zzbwx_326664406 2025-06-17 08:23 677浏览
  • 概述相关API函数举例:定时发送一个事件总结概述ESP32有一组外设--定时器组。它可以选择不同的时钟源和分配系数。该定时器应用灵活,超时报警可以自动更新计数值。相关API函数1.定时器配置结构体typedefstruct { gptimer_clock_source_tclk_src; /* 定时器时钟源,在clk_tree_defs.h中有个枚举soc_periph_gptimer_clk_src_t */ gptimer_count_direction_tdirection;
    二月半 2025-06-17 16:39 15434浏览
  • 医疗数字化的昨天       今天,当我手拿着鼠标在电脑屏幕前面熟练的操作着中望3D软件制作3维立体模型的设计时,平面设计、3维规划、尺寸测量、漏洞修补、色彩渲染、浮点计算、仿真。。。这一系列的工程作图强大而复杂功能被安装在服务器的工程软件轻易的实现了。而对比在多年前我趴在制图桌子上,靠工程尺、圆规、计算器的辅助,做比这简单相似的工程制图工作不知道要方便、准确和快捷了多少。这就是数字化发展带来的显而易见的成果。      &n
    广州铁金刚 2025-06-17 09:46 22867浏览
  • 中国汽车市场以年均超 3000 万辆的销量规模(占全球 1/3以上),正推动安全标准从被动防护向主动预防转型。2024 年 7 月实施的 C-NCAP ( China New Car Assessment Program)修订版首次将驾驶员监控系统(DMS)、道路特征识别(RFR)纳入评分体系,其中 DMS 占主动安全分值 40%(总分 2 分),检测准确率需≥90%。这一变革不仅响应工信部 GB/T 41796-2022 等三项国家标准要求,更标志着中国
    康谋 2025-06-18 10:25 2100浏览
  • 随着智慧居家中与智能家电快速发展,各类产品纷纷透过无线技术和行动软件(APP)实现更智能的服务,让原本单一功能的产品,逐步进化变身为多功能且提供人性化功能的智能家电。本篇的主角-智慧居家门铃(Doorbell),正是其中具代表的应用之一。智能门铃整合了传统门铃与对讲机功能,再加上摄影机的功能,进而成为新世代的智能产品!用户可以透过镜头,立即看到来访者并进行对话。更进阶的应用则是结合高分辨率的摄影机、无线连线与APP整合,让用户不再经由传统有线线路,即可远程实时了解门外的一切状况。实测案例本次案例
    百佳泰测试实验室 2025-06-19 13:42 4117浏览
  • 在竞争白热化的智能汽车赛道,深蓝汽车近期因一系列“迷之操作”,被舆论的熊熊烈火炙烤得焦头烂额。事情起因是,大量深蓝汽车老车主公开吐槽称,深蓝汽车在没经过车主同意的情况下在车机大屏幕投放广告。为此,深蓝汽车及其CEO邓承浩发文道歉,并表示:内部已进行了流程优化,未来将不再通过车机通道给用户推送权益提醒。不过,道歉后深蓝汽车对用户隐私条例进行了更新,主要新增了用户数据采集,如果用户不同意更新,则只能以游客身份访问App。所以又有网友辣评,“这是要强行让大家同意看广告?”对此,深蓝汽车法务部发文回应:
    用户1742991715177 2025-06-17 18:21 1564浏览
  • 文/Leon编辑/cc孙聪颖6月9日,美团在北京美团总部恒电大厦举行股东周年大会,美团创始人、CEO王兴携一众高管出席。在回答股东问题的环节,王兴谈及与京东、淘宝闪购的竞争时表示:“第一,我们非常欢迎更多参与者入场的;第二,再次重申美团是坚决反对内卷的;第三,我们对长期是很有信心的。”然而,据自媒体《划重点》公开报道称,有参会股东透露,疑似提前安排好的问题和管理层全程读稿式的回答令部分现场股东感到不满。在会议结束后,现场股东将负责市场和投资的副总裁徐思嘉围了起来,在小会议室继续沟通了半个小时。不
    华尔街科技眼 2025-06-17 19:11 1770浏览
  • 在RoCE v2协议中,RoCE v2队列是数据传输的最底层控制机制,其由工作队列(WQ)和完成队列(CQ)共同组成。其中工作队列采用双向通道设计,包含用于存储即将发送数据的发送队列(SQ)和用于存储已接收到的数据的接收队列(RQ),二者共同组成了端到端的数据传输管道(Pipeline)每一个SQ与RQ绑定起来称为队列对(QP),每个队列对中包含有若干个工作队列元素(WQE)和一些其他元素如本地接收队列指针、本地发送队列指针、远程接收队列指针、远程发送队列指针等。同样的,每一个CQ中也存在着若干
    zzbwx_326664406 2025-06-18 11:49 2412浏览
  • 概述在工业自动化领域,PLC(可编程逻辑控制器)是生产过程的核心,其性能直接影响系统的稳定性和效率。然而,在多主站应用场景下,传统PLC往往面临诸多挑战,如协议兼容性不足、扩展性受限以及高昂的License费用,这些都增加了系统部署的复杂性和成本。宏集Berghof PLC基于CODESYS平台,凭借其强大的多主站支持能力和灵活的License选项,为工业控制提供了高效、灵活且经济的解决方案,助力企业优化自动化系统架构。传统PLC多主站应用的挑战在许多自动化应用中,设备需要同时支持多个通信主站,
    宏集科技 2025-06-19 10:58 3768浏览
  • RDMA协议共有四种子协议,分别为InfiniBand、iWARP、RoCE v1和RoCE v2协议。这四种协议使用统一的RDMA API,但在具体的网络层级实现上有所不同,如图1所示,接下来将分别介绍这四种子协议。图1            RDMA四种子协议网络层级关系图InfiniBand:InfiniBand是一种专为RDMA设计的网络,其传输层、网络层及链路层均遵循IB协议规
    zzbwx_326664406 2025-06-17 08:21 477浏览
  •   再次拆开来,干脆放上电池看看,呵呵,转呀!  嘀嗒嘀嗒声好听,小齿轮转啊转尊,挺有活力啊!  莫非是活动关节受阻?  仔细,用放大镜观察,真是的!轴承与转杆接触位有污垢。  拆解下来,用酒精仔细清洗干净,看看纸上是刷子擦下来的污迹。  顺便把PCB、其他可能的零部件,也用酒精擦一擦  清洗清洁后的的各个零部件。  再看看电极接触点,有磨损,露出了底下的铜金属。  想想,用焊锡填补吧!  金属表面不太接受,总算有了一点焊锡,试试看吧!  再组装回去,装上电池,不转动!  再拆开来,到底是那个零
    自做自受 2025-06-21 12:19 2320浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦