在機(jī)器人與邊緣AI應(yīng)用中，底層通信的實(shí)時(shí)性決定了系統(tǒng)的響應(yīng)速度與控制精度。Jetson Thor作為NVIDIA最新一代嵌入式平臺(tái)，具備強(qiáng)大的算力與實(shí)時(shí)推理能力，為EtherCAT網(wǎng)絡(luò)提供了理想的硬件基礎(chǔ)。

通過(guò)部署acontis EC-Master主站協(xié)議棧，并結(jié)合實(shí)時(shí)內(nèi)核與優(yōu)化驅(qū)動(dòng)，我們?cè)贘etson Thor上實(shí)現(xiàn)了低抖動(dòng)、低CPU占用的EtherCAT通信性能，適用于高精度同步控制場(chǎng)景。

一、部署方案：驅(qū)動(dòng)替換與實(shí)時(shí)內(nèi)核配置

為實(shí)現(xiàn)高性能EtherCAT通信，我們?cè)贘etson Thor上采用了acontis提供的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)，并啟用了Linux RT PREEMPT內(nèi)核。Jetson Thor搭載的Realtek網(wǎng)卡默認(rèn)使用標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)，為降低通信抖動(dòng)并提升確定性，我們將其替換為acontis實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)，并通過(guò)atemsys模塊實(shí)現(xiàn)用戶(hù)態(tài)對(duì)網(wǎng)卡的直接訪問(wèn)。

操作步驟包括：

• 將標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)加入黑名單，避免系統(tǒng)自動(dòng)加載：

• 加載acontis提供的atemsys模塊（需聯(lián)系盟通科技獲取且保存至工作目錄）：

完成上述配置后，EtherCAT主站協(xié)議棧即可通過(guò)優(yōu)化驅(qū)動(dòng)直接訪問(wèn)網(wǎng)卡，實(shí)現(xiàn)更高效的幀處理與更穩(wěn)定的周期控制。系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示：

二、操作步驟詳解

1、環(huán)境準(zhǔn)備

完成驅(qū)動(dòng)替換與實(shí)時(shí)內(nèi)核配置后，我們通過(guò)EC-Master示例程序EcMasterDemoDc啟動(dòng)EtherCAT主站功能。測(cè)試環(huán)境包括Jetson AGX Thor（JetPack 7.0）、Linux RT PREEMPT內(nèi)核、Beckhoff從站設(shè)備以及預(yù)先生成的ENI配置文件。

2、啟動(dòng)命令

3、參數(shù)說(shuō)明：

4、性能實(shí)測(cè)結(jié)果

在1ms周期配置下，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，EtherCAT主站協(xié)議棧的CPU占用率僅為1.38%。周期性數(shù)據(jù)幀的抖動(dòng)控制在±6μs范圍內(nèi)，且分布式時(shí)鐘誤差圖中未出現(xiàn)明顯峰值，表明系統(tǒng)整體表現(xiàn)出良好的同步性與確定性。

關(guān)鍵指標(biāo)如下：

• 周期時(shí)間偏差（min/avg/max）：994.1 / 1000.0 / 1006.0 μs
• 主站任務(wù)總耗時(shí)（含應(yīng)用層）：平均 17.5 μs
• EC-Master 核心任務(wù)耗時(shí)：平均13.8 μs
• 抖動(dòng)范圍：±6 μs
• CPU 占用率：約1.38%

除了1ms周期測(cè)試，我們還嘗試了250μs周期配置，系統(tǒng)同樣保持穩(wěn)定運(yùn)行，主站任務(wù)平均耗時(shí)約13.5μs，占用周期時(shí)間的5.4%。這表明EC-Master在Jetson Thor上具備處理更高頻率控制任務(wù)的能力。

上述結(jié)果表明，在Jetson Thor平臺(tái)上部署EC-Master主站協(xié)議棧，結(jié)合實(shí)時(shí)內(nèi)核與優(yōu)化驅(qū)動(dòng)后，可實(shí)現(xiàn)高精度、低延遲的EtherCAT通信性能，滿(mǎn)足同步控制場(chǎng)景的實(shí)際需求。

三、常見(jiàn)問(wèn)題解答（Q&A）

Q1：這種EtherCAT主站方案適用于哪些場(chǎng)景？

A1：適用于對(duì)同步精度和通信穩(wěn)定性有較高要求的控制系統(tǒng)，例如人形機(jī)器人、智能制造、醫(yī)療輔助設(shè)備、運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)等。在周期時(shí)間低至 250μs 的配置下，系統(tǒng)仍能穩(wěn)定運(yùn)行，適合高頻率任務(wù)。

Q2：低延時(shí)和低抖動(dòng)意味著什么？

A2：意味著主站能更快響應(yīng)從站數(shù)據(jù)變化，控制指令更精準(zhǔn)，系統(tǒng)整體更穩(wěn)定。在實(shí)際應(yīng)用中，這直接影響執(zhí)行器的動(dòng)作精度、傳感器數(shù)據(jù)的時(shí)效性，以及多設(shè)備之間的同步協(xié)調(diào)能力。

Q3：部署這套方案有哪些意義？

A3：通過(guò)在Jetson Thor上部署EC-Master主站協(xié)議棧，開(kāi)發(fā)者可以實(shí)現(xiàn)高精度、低延遲的EtherCAT通信能力，為復(fù)雜控制任務(wù)提供穩(wěn)定可靠的底層支撐。這不僅提升了系統(tǒng)響應(yīng)速度，也為多設(shè)備同步、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集等場(chǎng)景奠定了基礎(chǔ)。如需進(jìn)一步了解部署細(xì)節(jié)或平臺(tái)適配情況，歡迎聯(lián)系盟通科技，我們可協(xié)助確認(rèn)相關(guān)技術(shù)方案。

四、總結(jié)

Jetson Thor + EC-Master的組合，為開(kāi)發(fā)者提供了一個(gè)靈活、可擴(kuò)展的EtherCAT主站平臺(tái)。通過(guò)在Jetson Thor上部署EC-Master主站協(xié)議棧并結(jié)合實(shí)時(shí)優(yōu)化配置，開(kāi)發(fā)者可以在嵌入式平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、高效的EtherCAT通信能力，為復(fù)雜控制系統(tǒng)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。