随着嵌入式技术的进步，工业以太网开始快速发展，采用传统现场总线的运动控制系统，在实时性和同步精度等方面已经不能满足当前行业的发展需求，而且统一标准的缺乏导致开放性不足。将工业以太网技术应用到运动控制系统，成为一种发展趋势和新的研究热点，开发基于工业以太网的运动控制器，对进一步开发多轴同步控制系统具有重要意义和应用价值。本文在全面分析研究主流工业以太网技术的基础上，将新型的实时工业以太网EtherCAT技术引入运动控制系统，深入研究了EtherCAT总线技术，给出了运动控制器主从站方案，分别对主站和从站的EtherCAT通信系统进行了软硬件设计。运动控制器主站采用ARM平台Linux下设计主站软件的方式实现，基于TI公司的AM3359微处理器设计了EtherCAT通信系统的网络接口硬件，软件架构分为硬件驱动模块、主站模块和应用模块，并重点阐述了主站的状态机、分布时钟同步及总线配置等功能的设计。从站采用ARM+FPGA的架构，采用AM3359作为主处理器，Altera公司的CycloneIII EP3C16Q240C8N作为协处理器，对EtherCAT通信系统的物理层模块和数据链路层模块进行了硬件设计，并在ARM单元了设计应用层通信接口软件，实现了通信功能。最后，在软硬件设计完成基础上，利用设计的主站和标准的EtherCAT伺服驱动器搭建了基于EtherCAT的运动控制器通信实验平台，通过以太网分析仪和Wireshark软件对EtherCAT总线性能进行分析，并和CAN总线做了对比；通过主从站通信平台，对从站输出的脉冲控制信号进行抓取分析。最终实验结果表明，本文硬件和软件设计是可行的，达到了预期目标。