EtherCAT报文-APRD（自动增量读）抓包分析

0.工具准备

1.EtherCAT主站
2.EtherCAT从站（本文使用步进电机驱动器）
3.Wireshark

1.EtherCAT报文帧结构

EtherCAT使用标准的IEEE802.3 Ethernet帧结构，帧类型为0x88A4。EtherCAT数据包括2个字节的数据头和44-1498字节的数据。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数据帧结构定义如下所示：

图中部分内容的定义如下：

3.EtherCAT报文-APRD抓包

APRD报文也就是自动增量读报文，在主站还未设置从站站点地址前，可以使用APRD报文读取各个从站设置的地址别名，并在后续运行中作为从站站点地址使用。使用地址别名作为从站站点地址，可以保证网段拓扑改变或者增删设备时，从站设备仍然可以使用相同的设置地址，这在实际使用中非常有用。

3.1 主站发送APRD报文

主站向从站（2个）发送APRD报文，读取拓扑顺序为2的从站的站点别名寄存器（0x0012），报文如下：

3.1.1 以太网帧头

目的地址：ff:ff:ff:ff:ff:ff
源地址：01:01:01:01:01:01
帧类型：0x88A4

3.1.2 EtherCAT头

EtherCAT数据长度：0x00e（14）
保留位：0
类型：0x1（EtherCAT命令）

3.1.3 子报文

3.1.3.1 子报文头

命令：1（自动增量读命令）
索引（帧存放临时缓冲区编号）：0x01
从站地址：0xffff （对应16位有符号数-1，每经过1个从站该值+1，到从站2时该值变为0，从站2发现是寻址到自己的报文便会进行处理）
偏移地址：0x0012（所谓偏移地址就是寄存器地址）
长度：2（和寄存器地址长度相对应，0x0012寄存器长度为2字节）
保留位：0
是否阻止循环帧发送：0（报文不是循环报文）
是否有后续子报文：0（这是最后一个子报文）
状态（中断到来标志）：0x0000

3.1.3.2 数据

注意：图中红框标记处为数据
数据：0x00

3.1.3.3 WKC

WKC（工作计数器）：由于是主站发出的APRD报文，还没经过从站，因此wkc为0
后面的连续的00是填充字节，使EtherCAT报文满足以太网报文最小64byte的要求。

3.1.3.4 FCS

由于Wireshark不支持显示FCS，这里省略4Byte的FCS。值得说明的是，能够被Wireshark抓取到的报文，都是FCS校验通过的帧。

3.2 主站接收从站返回的APRD报文

主站向从站（2个）发送APRD报文，读取拓扑顺序为2的从站的站点别名寄存器（0x0012），随后会收到从站返回的APRD报文，内容如下：

3.2.1 以太网帧头

目的地址：ff:ff:ff:ff:ff:ff
源地址：03:01:01:01:01:01
帧类型：0x88A4

3.2.2 EtherCAT头

EtherCAT数据长度：0x00e（14）
保留位：0
类型：0x1（EtherCAT命令）

3.2.3 子报文

3.2.3.1 子报文头

命令：1（自动增量读命令）
索引（帧存放临时缓冲区编号）：0x01
从站地址：0x0001（-1 + 1 + 1 = 0x0001）
偏移地址：0x0012（所谓偏移地址就是寄存器地址）
长度：2（和寄存器地址长度相对应，0x0012寄存器长度为2字节）
保留位：0
是否阻止循环帧发送：0（报文不是循环报文）
是否有后续子报文：0（这是最后一个子报文）
状态（中断到来标志）：0x0000

3.2.3.2 数据

数据：0x0032

3.2.3.3 WKC

WKC（工作计数器）：APRD报文只会有一个从站处理，因此wkc = 0 + 1= 1。
后面的连续的00是填充字节，使EtherCAT报文满足以太网报文最小64byte的要求。

3.2.3.4 FCS

由于Wireshark不支持显示FCS，这里省略4Byte的FCS。值得说明的是，能够被Wireshark抓取到的报文，都是FCS校验通过的帧。

总结

（1）顺序寻址时，从站的地址由其在网段内的连接位置确定，用一个负数来表示每个从站在网段内由接线顺序决定的位置。顺序寻址子报文在经过每个从站设备时，其位置地址加1，从站在接收报文时，地址为0的报文就是寻址到自己的报文。例如，顺序为n的从站，使用APRD报文时则设置地址为1-n。
（2）APRD报文寻址成功情况下，WKC+1