EtherCAT ESI 檔案和ENI檔案

在EtherCAT的協定中定義了兩個檔案，分別是:

1: ESI 檔案 (EtherCAT Slave Information file)
2: ENI 檔案 (EtherCAT Network Information file)

這兩個檔案之共通點為是其內容格式為XML的格式(內容有點像描述網頁的HTML)

ESI 檔案:

EtherCAT 協定被設計為開放性的架構，這個架構希望可以讓不同的廠商可以各自開發自己的產品，而各自的產品又可以透過EtherCAT通訊協定來溝通。

試想某甲公司有作了一EtherCAT控制器，想要控某乙公司設計的伺服驅動器或某丙公司作的IO?而且每個不同廠商所開發產品又需要能保有差異化，能夠發展各自的特色...

為了要能達到這個目的，就必須要有一個標準的裝置描述檔案(Slave information)來告訴控制器說，我家的裝置你要怎麼初始化?有哪些功能?怎麼用等等，因此也就是ESI檔案了，因此只要是EtherCAT的Slave裝置都必定會附帶提供一個ESI檔案，讓EtherCAT主站(Master)能夠透過其所提供的ESI檔案進行控制。

ENI 檔案

ENI檔案英文全名為( EtherCAT Network information )，主要用途為描述一個特定的EtherCAT網路，這個檔案通常由EtherCAT 主站來產生，EtherCAT主站根據當前的網路配置，從每一個ESI檔案中擷取部分資料組合而成，其內容主要是紀錄目前有哪些slave，如何設定這些slave等等，因此，只要是不同的網路配置，ENI的內容就會不同。

ENI檔案另外的一個目的是縮短初始化時間，EtherCAT主站第一次搜尋網路時會取得每個Slave的裝置代碼，透過代碼比對ESI檔案的內容，如此可以了解哪一個ESI檔案是屬於哪一個slave的，通常做這個事情是比較費工費時的，因此第一次掃描時會順道把網路的狀態資訊都記錄下來，也因為網路拓樸通常固定了之後就比較不會更動，所以有了ENI檔案就不用再重新掃描網路了。

ENI這個檔案，由於是EtherCAT主站用來控制當前網路，因此使用者不太需要了解這個檔案，甚至部分控制器也不提供ENI檔案的輸出，因為只要能控制就好，有沒有ENI檔案不是那麼重要，所以在使用EtherCAT控制器的時後，不見得會接觸得到ENI這個檔案。

範例說明:

下圖為ESI/ENI 的示意圖，圖中Nexcom EtherCAT (NexECM)控制器透過讀取比對EtherCAT ESI 檔案可以在掃描EtherCAT網路過程中認到其對應的EtherCAT 裝置，再根據ESI檔案的內容去初始化設定當前網路下的各個EtherCAT裝置，再將ESI檔案中的內容整理成ENI檔案供主站控制器

相關連結:
NEXCOM EtherCAT Master 

軸控工業通訊技術趨-EtherCAT

    隨著通訊技術的進步，工業通訊現場匯流排(Fildbus)的技術已廣泛的應用在工業控制系統之中。就網路硬體通訊層(Physical layer)的技術而言，乙太網路(Ethernet, IEEE802.3)已成為最普遍，也是最廣泛被應用在各種領域之上之通訊技術，其相關的硬體和軟體技術也隨技術的普及而高速的發展中。所有的電腦設備，網路設備及通訊設備幾乎皆使用Ethernet作為通訊基礎，在如此大量地使用之下Ethernet已成為最先進，最穩定且最具成本效益的一項通訊技術之一。

典型的EtherCAT 控制系統

而EtherCAT (Ethernet Control Automation Technology)是一項基於Ethernet硬體層所定義的通訊協定，其通訊規格被設計能夠適合應用在工業自動化中，特別是在機台設備自動化，其通訊協定具有高的響應速度及個從站(Slave)間的同步特性，很適合最為軸控及高速的I/O控制應用。它挾帶著Ethernet的各項優勢(普遍，高速，低成本)，其相關的產品也以驚人的速度在成長。下圖為一工業通訊系統示意圖，EtherCAT主要坐落於高速即時的I/O控制。

就筆者的觀察，EtherCAT已逐漸成為軸控的標準通訊介面，其原因有二:

1. 智慧化浪潮

近幾年來德國的「工業4.0」概念帶動了一波工業"智"動化的浪潮，試圖將現有的自動化生產往上升級，從機台到雲端的上下串聯，從前端的銷售到後端的生產製造的整合，因此我們在控制系統中看到了幾個現象包括 多機整合IPC，全數位聯網 Ethernet 化

多機整合IPC原因是智慧化須要PC的計算能力，其二PC的技術已相當成熟，其多核多工的架構可以整合多種功能的設備包括控制單元，人機介面，流程控制等，而數位聯網已經是個事實，而所有聯網基本上都基於Ethernet, 而Ethernet 也早已是PC的標準介面

就軸控而言，早期都是採用脈波式或類比式的控制，脈波數量代表位置控制，類比訊號可以表示速度或者扭力命令，算是一種標準的伺服控制介面，各家驅動器廠商都根據此標準設計驅動器，但隨著應用日趨複雜，單一類比式的控制訊號已經沒有辦法滿足現經的應用了，

舉個例子來說，現在的協作型機器手臂，希望達成機械手臂可以和人一同工作，讓操作員可以直接用手引導方式教導機器人其工作程序，而運作過程中若跟操作員有近距離接觸或者已接觸可以安全的停止，像這一類的軸控技術除了需要高階的運動控制外，其伺服的控制方式也要搭配更複雜的控制，其資料量已非傳統的單一的脈波或類比控制訊號能夠滿足，也因此控制的方式逐漸進化成採用數位式通訊式的方式進行控制。

也因此到了這個階段數位化的伺服通訊協定也經是百家爭鳴，比如說 Mechatrolink, RTEX, Profitnet, SSCNET, SERCOS, Powerlink, EthernetIP和本文介紹之EtherCAT等為什麼EtherCAT能夠脫穎而出呢?

2. 技術的開放性

所謂開放式就是技術開源，相對封閉式就是技術不開放，EtherCAT 是一個開放性的通訊協定。我們觀察到因為開放性贏得市占有很多例子，例如.Android 的開放性相對於封閉式iOS，數百家手機廠相繼投入Android使得Android後來居上成為市占最高的手機作業系統。另外原本ARM技術相對於Intel也是一例。

Android 五年成長到市占8成

同樣道理，EtherCAT 也採相同作法將技術開源，運用團體戰的策略讓各個廠商相繼投入開發周邊產品，因此EtherCAT儼然成為一個標準的伺服通訊界面，如此一來對客戶來說也是一大好處，不用擔心採用某種封閉式通訊協定後所使用的產品被某一家廠商所綁住。幾乎所伺服大廠除自家通訊協定外，也都另外提供EtherCAT介面的產品。

另外從數字上由2016年 ETG (EtherCAT Technology Group) 提供的資料來看，EtherCAT 的會員數成已經成長超過3700家，其中亞洲地區這幾年的成長速度最快，已經佔了總會員數的三分之一。3700會員數這個數字在工控界裡是很驚人的數字，Modbus大家應該不陌生，從1979年到現在，其會員數也不過才100多家。

依照目前的態勢，相信在未來幾年採用EtherCAT的產品應該會陸陸續續地推出(爆發性成長)。




NEXCOM EtherCAT Master