EtherCAT从会到不会——ESI文档、对象字典（4）

本来还想着起什么名字，但是对比起内容，名字什么的一点都不重要。

最近我又想起要写点什么东西防止最后什么都不剩下。那就从EtherCAT开始吧！

ESI（EtherCAT Slave Information）文件

每一个EtherCAT从站都有一份ESI文件。该文件是用于描述从站的信息及功能的。主站也必须通过该ESI文件对从站进行控制。

为了实现主站与从站的通讯，主站所持有的ESI文件一般要与从站内部EEPROM的ESI文件一致。当二者不一致时，则有可能导致EtherCAT通讯建立不起来。

内容结构

ESi文件一般都是以XML格式的文件存在。具体文件内容的格式大致如下

  • EtherCATInfo
    • Vendor（厂商信息）
    • Descriptions（描述）
      • Groups（组，指代ESI文件所描述的设备的类型）
      • Devices（设备组，一个ESI可以包括多组设备）
        • Device（设备）
          • Type（类型，包括产品ID、版本ID、名称）
          • Name（名称）
          • Info（超时信息，包括状态机切换超时、Mailbox通讯超时）
          • GroupType（组类型，如伺服驱动器）
          • Profile（配置文件）
            • ChannelInfo（配置文件版本信息，如Codesys认证过的ESI文件，这个值为402
            • Dictionary（对象字典，描述从站所有支持的OD数据及类型）
          • Fmmu、sm（描述从站的配置信息，要与从站的一致）
          • RxPdo（主站to从站的PDO列表）
          • TxPdo（从站to主站的PDO列表）
          • MailBox（SDO通讯信息，一般为初始化信息，即Codesys设备的启动参数）
          • Dc（从站的同步模式，Free Run、SM Event、Dc Mode）
          • Eeprom（EEPROM空间大小、配置数据等信息）

对象字典（Object Dictionary）

对象字典（Object Dictionary，简称OD）是EtherCAT总线中通用的参数格式。除了部分各个厂家自定部分的数据之外，其他OD定义基本都一样。

分类

Index 组别 描述
0x0000 ~ 0x0FFF 数据格式 ESC配置使用
0x1000 ~ 0x1FFF 通讯 通讯参数
0x2000 ~ 0x2FFF 厂家自定义 一般为厂家自定义参数，如伺服的参数
0x6000 ~ 0x6FFF 通讯对象 CIA 402对象组

通讯方式

周期性数据（Process Data）

由于EtherCAT一般采用COE协议对从站进行周期性数据的交换。所以如不特殊说明，一般讲EtherCAT通讯的周期数据，都是指PDO。主站通过与从站交互PDO数据从而实现对从站设备的实时控制。

非周期性数据（Mailbox）

同理，非周期数据一般就指代SDO。

SyncManager

SyncManager用于保证主站与从站之间数据交换的一致性和安全性，并在数据发生改变时，使用中断通知主从站双方。

SyncManager

通讯模式

SyncManager分别支持 Buffered Mode 和 Mailbox Mode 两种方式的通讯。

Buffered Mode

缓存模式，是SyncManager提供的一种可以同时读取和写入而不相互影响的模式。但是，如果写入速度大于读出速度，则旧数据就会被舍弃。缓存模式也被称为3缓存模式（3-buffer-mode）

此种模式主要用于EtherCAT总线的周期性数据Process Data，简单理解即PDO。

缓存模式

  • 当EtherCAT总线每个周期都将最新的数据存储到①号缓存区。当写入完成之后，缓存区①与缓存区②交换数据。
  • 每次控制周期伊始，从站会从缓存区③读取数据，当缓存区③数据读取完成，且缓存区①与②完成了数据交换之后。缓存区②与缓存区③之后再交换数据。

Mailbox Mode

邮箱模式，是一种只能允许交替读写缓存的模式。缓存器同一时间只能缓存区进行一次读或者写的操作，只有写入操作完成，才可以进行读取。

邮箱模式，主要用于EtherCAT总线的非周期性数据MailBox，即SDO。

Mailbox

MailBox 通讯协议（封包）

补充说明MailBox通讯的EtherCAT封包格式。

MailBox封包1

MailBox Datagram Header
MailBox封包2

字段 数据类型 描述
Length WORD 该命令的字节数据，不包括Header
Address WORD 从站地址
Channel 6bit 0。保留
Priority 2bit 优先级别：0（最低）~3（最高）
Type 4bit Mailbox类型：
0x0：MailBox Error
0x1: Vendor specific (Beckhoff: AoE – ADS over EtherCAT)
0x2: EoE (Ethernet over EtherCAT)
0x3: CoE (CANopen over EtherCAT)
0x4: FoE (File access over EtherCAT)
0x5: SoE (Servo profile over EtherCAT)
0xF: Vendor specific (VoE)
Ctr. 3bit 用于检测重复帧的序列号，每个新的Mailbox + 1
Reserved 1bit 0
现场总线
#EtherCAT
EtherCAT从会到不会——ESI文档、对象字典（4）
https://jacobblog.pages.dev/2026/03/08/EtherCAT-04ESI-OD/
作者
Jacob Chen
发布于
2026年3月8日
许可协议