RK3568平台移植EtherCAT Master

【前言】EtherCAT全称EtherNet Control Automation Technology，是由德国倍福（Beckhoff）公司提出的一种实时以太网技术，用于工业自动化的现场总线通信协议。EtherCAT是一种开放但不开源的技术，意味着您可以任意使用这项技术，但若要进行相关设备的开发，则需要向倍福公司获取相关授权。

        IGH EtherCAT是一种EtherCAT协议开源实现，是一个完全符合EtherCAT标准的库，能够在实时操作系统上运行。与传统总线相比，EtherCAT的优点在于减少了总线通信的延迟时间，从而提高了实时性。IGH EtherCAT实现了这一协议，并对其进行了优化和改进。

1、环境说明

1.1、硬件平台

        M3568-4GF16GLI-T（RK3568）

1.2、Linux内核版本

        Linux4.19.193

2、EtherCAT Master源码下载 

 源码网站：EtherLab / EtherCAT Master · GitLab

 在Ubuntu中输入如下命令下载EtherCAT源码：

git clone https://gitlab.com/etherlab.org/ethercat.git

 3、安装编译igh所需的依赖

博主使用的编译平台是Ubuntu，因此输入如下命令安装依赖包。

apt-get install autoconf autogen libtool -y

4、生成配置文件

进入ethercat目录下，输入如下命令生成配置文件。

./bootstrap

5、配置编译

输入如下命令配置编译。

./configure --prefix=/home/vmuser/workspace/EtherCAT/EtherCAT-Master/ethercat/output --with-linux-dir=/home/vmuser/workspace/new-RT-rk3568/RK3568_SDK/RK3568_SDK/kernel --enable-8139too=no --enable-e100=no --enable-e1000=no --enable-e1000e=no --enable-r8169=no --enable-generic=yes --enable-ccat=no --enable-igb=yes --enable-igc=no CC=aarch64-buildroot-linux-gnu-gcc --host=aarch64-buildroot-linux-gnu

注意：

（1）网卡驱动根据实际硬件环境编译对应的驱动，博主的硬件环境需要使用到igb和generic这两个驱动。

（2） --prefix是指定你下面make install时的安装目录，--with-linux-dir是指定你的linux内核目录。此处需要将交叉编译工具链设置到环境变量中，如果使用交叉编译链的绝对路径的话，配置会编译不过，会报如下错误： （原因未知，恳请大佬留言指导。）

host system type... Invalid configuration `/opt/zlg/m3568-sdk-v1.0.0-ga/host/bin/aarch64-buildroot-linux-gnu': machine `/opt/zlg/m3568-sdk-v1.0.0-ga/host/bin/aarch64' not recognized
configure: error: /bin/bash autoconf/config.sub /opt/zlg/m3568-sdk-v1.0.0-ga/host/bin/aarch64-buildroot-linux-gnu failed

特别说明：

--prefix是指定的路径建议为空，这样在下面make install后，所生成的文件的配置路径均为根目录（/），不这样做的话会导致在开发板上启动ethercat时，报如下错误：

 博主这块的配置重新改为如下所示情况：

./configure --prefix= --with-linux-dir=/home/vmuser/workspace/new-RT-rk3568/RK3568_SDK/RK3568_SDK/kernel --enable-8139too=no --enable-e100=no --enable-e1000=no --enable-e1000e=no --enable-r8169=no --enable-generic=yes --enable-ccat=no --enable-igb=yes --enable-igc=no CC=aarch64-buildroot-linux-gnu-gcc --host=aarch64-buildroot-linux-gnu

此时make install后的所有生成文件均保存在了当前编译平台的根目录下。可以参考如下脚本将所有生成文件移动到ethercat/output/目录下，同时省去第9步的操作。(所有操作需要获取root权限)

#!/bin/bash

function print_info() {
    echo ""
    echo "Usage: $0 <ethercat-dir>"
    echo "params: $#"
    echo ""
    exit 1
}

if [ $# -ne 1 ]; then
    print_info
fi

if [ ! -d $1 ]; then
    echo ""
    echo "'$1' is not a directory!"
    print_info
fi

ethercat=$1

mkdir -p $ethercat/output/
mkdir -p $ethercat/output/bin/
mkdir -p $ethercat/output/etc/
mkdir -p $ethercat/output/etc/init.d/
mkdir -p $ethercat/output/etc/sysconfig/
mkdir -p $ethercat/output/lib/
mkdir -p $ethercat/output/sbin/
mkdir -p $ethercat/output/share/

mv /bin/ethercat			$ethercat/output/bin/

mv /etc/ethercat.conf		$ethercat/output/etc/
mv /etc/init.d/ethercat		$ethercat/output/etc/init.d/
mv /etc/sysconfig/ethercat	$ethercat/output/etc/sysconfig/

mv /include/				$ethercat/output/

mv /lib/libethercat*		$ethercat/output/lib/
mv /lib/cmake/				$ethercat/output/lib/
mv /lib/pkgconfig/			$ethercat/output/lib/

mv /sbin/ethercatctl		$ethercat/output/sbin/

mv /share/bash-completion/	$ethercat/output/share/

mkdir -p $ethercat/output/modules
cp $ethercat/devices/ec_8139too.ko      $ethercat/output/modules/
cp $ethercat/devices/ec_e100.ko         $ethercat/output/modules/
cp $ethercat/devices/e1000/ec_e1000.ko $ethercat/output/modules/
cp $ethercat/devices/ec_r8169.ko        $ethercat/output/modules/
cp $ethercat/devices/e1000e/ec_e1000e.ko $ethercat/output/modules/
cp $ethercat/devices/ec_generic.ko      $ethercat/output/modules/
cp $ethercat/devices/ccat/ec_ccat.ko    $ethercat/output/modules/
cp $ethercat/devices/igb/ec_igb.ko      $ethercat/output/modules/
cp $ethercat/devices/igc/ec_igc.ko      $ethercat/output/modules/
cp $ethercat/master/ec_master.ko        $ethercat/output/modules/
echo "Copy successfully!"

6、编译源码

make

7、编译modules模块

指定交叉编译工具，编译modules

make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-buildroot-linux-gnu- modules

注意：编译通过会对应生devices/ec_generic.ko、devices/ec_igb.ko和master/ec_master.ko。

8、安装

此处先需使用su，获取root权限，不能直接使用sudo，否则会报如下错误：

同时你也需要在~/.bashrc文件中添加交叉工具链的路径，以使其在任何root权限的路径下使用工具链。

su 和 sudo 的区别：  

        1.共同点：都具有root用户权限；  

        2.不同点：su仅仅取得root权限，工作环境不变；sudo是完全取得root的权限和root的工作环境。

使用如下命令安装ethercat：

make install

 注意：make install 后，在前面指定output目录下会有编译生成的各种用户空间的文件。

9、创建modules文件

在//home/vmuser/workspace/EtherCAT/EtherCAT-Master/ethercat/output目录下创建modules文件夹，并复制ec_generic.ko、ec_igb.ko和ec_master.ko到modules下。

mkdir -p output/modules
cp devices/ec_generic.ko output/modules/
cp devices/igb/ec_igb.ko output/modules/
cp master/ec_master.ko   output/modules/

10、打包编译出的文件

将output文件夹打包，并下载到开发板系统中。

tar -cvzf output.tar.gz output/

--------------------------至此IGH交叉编译完成，接下来是在对应arm目标板上的操作---------------------------

ARM开发板所需的所有内容均在output.tar.gz文件内。

11、开发板上解压编译包

tar -zxvf output.tar.gz

12、拷贝文件到对应目录下

将output目录下各文件目录的内容复制到ARM开发板系统的根目录下对应路径下，例如：cp bin/ethercat  /bin/

13、拷贝ko到内核版本目录下

拷贝ec_master.ko到/lib/modules/内核版本号/ 。

cp output/modules/ec_master.ko  /lib/modules/4.19.193/   

然后执行：depmod

注意：内核版本可以通过uname -r 查看，博主的内核版本为4.19.193。

14、配置rules，创建设备号

echo KERNEL=="EtherCAT[0-9]*", MODE="0664" > /etc/udev/rules.d/99-EtherCAT.rules

15、获取开发板的MAC地址

以网口1为例： （ifconfig命令查看）

-------------------------------------------------至此开发板上的配置结束--------------------------------------------------

 通过网线直连EtherCAT主从站，从站启动完成后，打开主站电源。

16、配置主站的MAC地址

modprobe ec_master main_devices=B6:6A:CD:F3:EA:FB

注意：此处的MAC地址就是第15点获取的MAC地址。

17、启动ethercat

/etc/init.d/ethercat start

出现如下提示，说明ethercat启动成功。 

 如果在启动过程中，出现如下错误：

解决方案一：尝试把 /sbin/ethercatctl文件中的“#!/bin/bash"改为“#!/bin/sh”。

解决方案二：向ARM平台移植bash。移植步骤见：ARM平台移植bash-CSDN博客

18、加载网卡驱动

 insmod /modules/ec_generic.ko
 insmod /modules/ec_igb.ko

19、查看ethercat帮助信息

ethercat    //输入ethercat得到帮助菜单

20、 查看master信息

ethercat master

如果出现如下信息，则说明你编译的目标文件正常。

21、连接从机情况

博主的环境为：主站连接了两个从站，输入指令后会输出如下信息：

从站设备信息如下：

连接了从机的情况下，在你的主站系统中输入对应指令能获取上述信息的话，那恭喜你的IGH移植成功了。

 ------------------------------------------------至此EtherCAT移植结束----------------------------------------------------

22、参考文献

IgH(Igh EtherCAT Master for Linux)移植到搭载Linux系统的开发板_igh移植-CSDN博客

EtherCAT IGH 的下载和编译_igh编译-CSDN博客

IMX6Q开发板平台移植ethercat通讯协议 - 天嵌IMX6Q开发板技术支持专版 天嵌 ARM开发社区 (armbbs.net)

【结束语】因技术能力有限，文章如有不妥之处，恳请各位技术大佬留言指正！