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随着现代自动化领域的不断进步，工业控制系统对通信实时性、传输速度、数据量等方面提出了更高的要求，在此背景下工业以太网技术克服了传统现场总线技术存在的诸多弊端，得到了进一步发展。在诸多工业以太网技术中，EtherCAT技术凭借着实时性优越、同步性佳、可靠性高等突出优点，已成为了自动化领域中的一大研究热点，对EtherCAT技术进行研究与开发具有重要的意义。 本文首先对工业以太网技术和EtherCAT技术的国内外发展现状进行全面的研究，分析了EtherCAT技术优势与特点，体现其在运动控制领域中广泛的应用价值。以EtherCAT技术为线索，本文对其基本原理进行深入研究，并分析了EtherCAT的关键技术，包括“飞读写”技术和分布时钟同步技术。 根据主从站功能需求，结合嵌入式技术和EtherCAT技术，针对EtherCAT主站和IO从站分别提出总体设计方案，并详细阐述具体的设计过程。在主站设计方面，本文从实时Linux系统设计、本地以太网驱动设计、主站软件移植和实时应用程序设计几个关键技术问题进行深入探讨。在IO从站设计方面，本文则围绕系统硬件设计、系统软件设计和从站设备描述文件设计几个关键技术问题展开论述。改进EtherCAT主站的实时性与同步性，还有保证EtherCAT IO从站具备实时的IO输入输出功能和IO数目可扩展的灵活性为本课题重点研究内容。本课题的设计内容对设计与开发EtherCAT主站和IO从站具有显著的借鉴价值。 最后通过搭建测试系统，对EtherCAT主站和IO从站的关键性能指标进行测试与分析，测试内容包括EtherCAT主站的可行性、稳定性、实时性和同步性还有IO从站其IO输入输出的实时性，结果验证了本课题设计方案的可行性。