EtherCAT技术突破了其他以太网解决方案的系统限制:通过该项技术,无需接收以太网数据包,将其解码,之后再将过程数据复制到各个设备。EtherCAT从站设备在报文经过其节点时处理以太网帧:嵌入在每个从站中的FMMU(现场总线存储管理单元)在帧经过该节点时读取相应的编址数据,并同时将报文传输到下一个设备。同样,输入数据也是在报文经过时插入至报文中。整个过程中,报文只有几纳秒的时间延迟。
主站方面也非常经济,商用的标准网卡(NIC)或任何主板集成的以太网控制器可以用作硬件接口。这些接口的共性就是数据通过DMA(直接内存读取)传输至PC,即网络读取时无需占用CPU资源。
协议
EtherCAT协议在以太网帧内采用官方指定的以太类型。采用这种以太类型即可允许在以太网帧内直接传输控制数据,而无需重新定义标准以太网帧。该以太网帧可由多种子报文组成,每个子报文服务于逻辑过程映像区的特定内存区,该区域最大可达4GB。数据序列是独立于物理顺序的,所以以太网端子模块的编址可以随意排序。从站之间的广播,多播和通讯也可得以实现。
当EtherCAT组件与主站控制器运行在同一个子网,或者在控制软件直接读取以太网控制器时,可以使用以太网帧直接传输数据。
然而,EtherCAT不仅限于单个子网的应用。EtherCAT UDP将EtherCAT协议封装为UDP/IP数据报文,这就意味着,任何以太网协议堆栈的控制均可编址到EtherCAT系统之中,甚至通讯还可以通过路由器跨接到其它子网中。