EtherCATG作為EtherCAT技術擴展，將EtherCAT性能提升到一個全新的高度，可以實現千兆（Gbit/s）以太網速度，因此支持高數據密集型應用。EtherCATG不僅兼容被全球廣泛接受的百兆EtherCAT標準，并且也具有同樣簡單易用的優勢。此外，EtherCATG的分支控制器模式可以并行實現多個子網段的高效運行。

EtherCATG作為EtherCAT技術擴展，將EtherCAT性能提升到一個全新的高度，可以實現千兆（Gbit/s）以太網速度，因此支持高數據密集型應用。EtherCATG不僅兼容被全球廣泛接受的百兆EtherCAT標準，并且也具有同樣簡單易用的優勢。此外，EtherCATG的分支控制器模式可以并行實現多個子網段的高效運行。

EtherCATG支持標準的千兆以太網傳輸；而EtherCATG10作為一項概念驗證性技術研究，傳輸速率甚至更快，高達萬兆（10Gbit/s）。與標準的百兆EtherCAT相比，EtherCATG的數據速率得到了大幅提升，為提升數據吞吐量創造了可能。結合新引入的分支控制器模式，EtherCATG（1Gbit/s）可將通信時間縮短2-7倍，帶寬提高10倍，具體取決于應用。而EtherCATG10甚至可以將帶寬提高100倍。EtherCATG是完全兼容的技術擴展EtherCATG基于成功的EtherCAT技術運行原理，可以利于今天可用的技術實現高以太網數據傳輸速率，而EtherCAT協議本身保持不變。網絡中的所有設備都會收到由EtherCAT主站發送的報文。每個EtherCAT從站都會以“onthefly”的方式讀取尋址到該設備的數據，并將其需要交換的數據插入到繼續向下游傳送的幀中；現在，所有這一切都以1Gbit/s或10Gbit/s的速率進行。和以前一樣，子網段（或分支）中的最后一個設備將會檢測是否有端口未使用，然后將報文傳送回主站。以太網物理層的全雙工特性用于實現此功能。

目前EtherCATG產品系列有：EK1400耦合器、三路和八路分支控制器CU1403和CU1418分支控制器、EtherCATG拓撲擴展模塊Cu1423、以及供開發人員評估分析用的EtherCATG板載控制卡FB1400和EtherCATG10板載控制卡FB1450（從左至右）

EtherCATG仍然保持EtherCAT的所有特性。帶有三個或者四個端口的設備（拓撲擴展模塊）方便用戶靈活配置網絡拓撲，并完全滿足設備結構的需求。可選的機器模塊可通過熱連接功能接入系統或者從系統中移除。網絡診斷功能可以最小化設備或車間的停機時間并提高可用性。內置的分布式時鐘仍可確保設備小于100ns的高精確同步性能，也可保證符合IEEE802.3以太網標準。輕松推出EtherCATGEtherCATG具有與EtherCAT同樣的性能出色且簡單易用的特點，并且具有EtherCAT的所有功能特征，協議以及基本機制和配置選項都保持不變。只有物理訪問通信電纜所需的功能塊被相應的千兆型號所取代。因此，主站不需要新的軟件，只需要一個Gbit/s端口。現有的人們所熟悉的電纜類型也可以繼續使用：針對EtherCATG的Cat.5e電纜或針對EtherCATG10的Cat.6電纜。因此，如果主站配備上述1Gbit/s端口，EtherCATG從站將能夠與現有的EtherCAT主站一起運行。倍福目前正在開發更多EtherCATG協議擴展，以實現更優性能。主站端必須有一些擴展，但這些擴展對于網絡運行來說并不重要。

用于以極高效率混合運行的分支模型EtherCAT和EtherCATG可以在同一個網絡中運行，這意味著EtherCATG的從站可以在百兆EtherCAT網絡中運行，反之亦然。但在這類混合網絡中，所有EtherCATG設備都將會被切換回百兆模式。為了防止出現這種情況，可以采用新的EtherCATG分支控制器模式，通過傳輸速率轉換，在千兆或萬兆網絡中并行運行百兆子網段。通過這種方式，EtherCAT網段的分支可以在百兆網絡上實現，例如，使用新近發布的EtherCATG耦合器EK1400可以創建一個分支，從而允許在EtherCATG網絡中運行各種標準的EtherCATI/O模塊，并保留EtherCATG通信網段的千兆速度。EtherCATG分支模型的另一個關鍵優勢是：它可以最小化延遲時間。全新的CU14xx系列多端口分支控制器專為實現此目的而設計，它可以實現多個EtherCAT和EtherCATG子網段的互連。每個分支通過主站的單個報文進行尋址，然后這些報文會同時被處理。這樣可以縮短信號延遲時間，從而縮短通信和循環時間，因為從一個指定的子網段返回的報文直接從分支控制器傳輸到主站，而獨立于其它子網段。在大多數應用中，網段的并行運行不僅可以提高傳輸帶寬，而且還可以顯著提高性能。

新產品發布及供貨針對EtherCAT評估板的EtherCATG板載控制卡FB1400在未來幾個月內將可供貨。FB1400將配備一個FPGA，固定配置為EtherCATG從站控制器（ESC）。必要時，客戶還可以創建和使用他們自己的ESC配置，并為EtherCATG規劃IP核。這將讓EtherCAT用戶以及主站從站設備制造商能夠對新技術進行充分評估。EtherCATG總線耦合器EK1400將于2019年下半年開始實現供貨。它提供分支控制器功能，能夠直接連接所有倍福EtherCAT端子模塊以及EtherCATG網段中的其它所有EtherCAT產品。倍福還將推出更多產品，例如三路和八路分支控制器（CU1403，CU1418）、EtherCATG拓撲擴展模塊（CU1423）、EtherCATG10分支控制器（CU1468）以及EtherCATG10板載控制卡（FB1450）。EtherCAT技術協會（ETG）將于今年秋季公布和推出EtherCATG/G10協議。與15年前推出的EtherCAT一樣，所有ETG成員都將能夠使用該協議擴展并從中獲益。應用領域及性能舉例標準EtherCAT所具備的高性能對于滿足目前主流的應用需求來說仍然綽綽有余。EtherCATG通信是為了極大規模地應用及更廣泛地使用高數據密集型設備而開發，比如機器視覺相機、復雜的運動控制系統，以及要求高采樣率運行的測量測試設備等。機器視覺、狀態監測與類似XTS及XPlanar的創新傳輸系統都需要可靠地將每個節點每個循環產生的幾百字節的過程數據進行傳輸，而這要求循環時間小于等于1微秒及EtherCATG所提供的高數據帶寬。第一個實際的EtherCATG應用是XPlanar平面磁懸浮輸送系統，倍福在2018年的SPSIPCDrives上首次展出了此系統。這種平面電機輸送系統的無源且可自由懸浮的動子能夠以六自由度和最高精度進行移動和定位。由于這款獨一無二的新系統需要接收連續的位置反饋信息，因此，必須在幾微秒時間內傳輸所產生的極大數據量。如果沒有EtherCATG的超高性能，這幾乎是不可能實現的。

德國倍福控制系統及通信架構 高級產品經理 Thomas Rettig

德國倍福控制系統架構高級 產品經理&國際大客戶經理 Guido Beckmann

以下兩個實例計算說明了 EtherCAT G 和分支模型能夠帶來多少性能上 的提升或數據傳輸時間上的節省。

 加快通信時間：128 個伺服軸的刷新時間：34 μs 

– 選擇具有 128 根伺服軸的設備網絡作為初步應用

 – 在這種情況下，每個設備輸入和輸出 8 個字節的“標準數據寬度” 使得每個周期會產生總共 1024 個字節輸入和輸出。如果使用通過 所有設備的傳統 EtherCAT 通信，算上硬件傳輸延遲時間和報文長 度，通信時間最終將會是 237 μs

 – 如果現在把標準的 EtherCAT 設備替換成 EtherCAT G 設備，由于數 據速率更高，幀的長度更短，通信時間將會被縮短到 150 μs

 – 如果另外使用分支模型，并且整個網絡被分成 8 個 EtherCAT G 網 段，每個網段帶 16 個伺服驅動器，則通信時間僅需 34 μs，即比 現在的通信速度快 7 倍

利用帶寬優勢：以 100 ksamples/s 的速率掃描 200 個模擬量輸入

 – 下面是現有的測量應用 

— 狀態監測 

— 監測長達 10 千米的傳送帶

— 該應用中有 200 個模擬量通道（±10 V），每個通道采樣速率 100,000 Hz（測量間隔10 μs ），必須以 1 ms 的周期時間進行掃描 — 目前的解決方案由 4 個獨立的百兆 EtherCAT 網絡構成，每個網絡 都帶有 26 個帶有超采樣功能的雙通道模擬量輸入端子模塊 （EL3702）。每個 EtherCAT 網絡都需要 8 個 1313 byte 的報文，需 要占用 322 Mbit/s 的帶寬。因此，4 個網絡中的每一個都占用了 88 的可用帶寬 – 如果現在把 4 個 EtherCAT 網絡替換成 1 個 EtherCAT G 網絡，把總 線耦合器 EK1100 替換成 EtherCAT G 總線耦合器 Ek1400（分支控制 器），則能夠繼續使用現有的標準 EtherCAT 端子模塊。但是，在 相同的周期時間（1 ms）內，帶寬利用率僅為 350 Mbit/s，因此只 需要 1 個 EtherCAT G 網絡。剩余的 650 Mbit/s 帶寬可以用來擴展通 道并支持更高的模擬采樣率 

— 一個成本優勢是可以極大地減少布線需求（1 個網絡取代 4 個網 絡），而且主站所需的端口數量也從 4 個減少到 1 個

通用型 EtherCAT 的功能特點：

– 直達 I/O 層的實時以太網 

– 靈活的網絡拓撲結構 – 出色的診斷功能 

– 小于 100 μs 的精確同步性

 – 配置非常簡單

 – 低系統成本 

– 性能卓越

 – 集成功能安全特性 

– 符合 IEEE-802.3 標準