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1. EtherCAT 技術

2. EtherCAT Technology Group

3. EtherCAT: オープンテクノロジー

4. 実装

5. EtherCAT Vendor ID

6. Safety over EtherCAT

  • 1. EtherCAT 技術

  • 1.1 EtherCATは私のアプリケーションで必要な性能よりずっと高速です。それでもEtherCATを使用するメリットはありますか? 

    フィールドバス性能の性能が高すぎても害はありません。遅い制御環境を使用するより、反応時間の改善、設定作業時間の短縮につながります。さらに反応時間の改善は、遷移状態の待ち時間を短縮し（例えば、次のプロセス段階が開始されるまでの入力信号の待ち時間）、アプリケーションの性能向上になります。もし性能向上に関心がない場合でもEtherCATには別の利点があります。例えば、低コスト、柔軟なトポロジーや使いやすさなどです。高コストであるのに低速なシステムを使う理由があるでしょうか?

  • 1.2 EtherCATがコスト的に有利である理由は何でしょうか? 

    いくつかの理由があります。低コストのスレーブコントローラーであるためスレーブデバイスのコストも低くなります。特別なマスター用のカードは不要であり、オンボードのイーサネットコントローラーがあれば十分です。スイッチやハブが不要であり、インフラのコストを削減できます。標準のケーブルを使用できます。実装が簡単であり、実装コストを削減できます。自動設定をサポートし、手動設定、ネットワークのトンネル化が不要で、設定コストを削減できます。

  • 1.3 EtherCATはマスタ・スレーブアプリケーションに限定されますか? 

    いいえ。全ての工業用リアルタイムイーサネットのように、あるデバイス（マスタ）はネットワーク管理とメディアアクセスコントロールを担当します。EtherCATはスレーブ間通信を2種類の方法でサポートします。1つの通信サイクル内で行うトポロジに依存する方法（上流側のデバイスが下流側のデバイスに送信する場合）と、2サイクルで行うトポロジに依存しない方法です。EtherCATは競合する技術と比べ極めて高速であるため、2サイクルを使用するスレーブ間通信でも他の技術より高速です。

  • 1.4 EtherCATは異なる複数の物理層を規定しています。なぜでしょうか? 

    EtherCATは標準の100BASE-TX （ファーストイーサネット）と標準のCAT5+ケーブルを使用します。長距離を接続するようなアプリケーションでは光ファイバー100BASE-FXを選択できます。また、EtherCATはモジュラーデバイスの「バックプレーンバス」としても使用します。このときは同程度に低コストのLVDSの物理層IEEE802.3aeを使用します（E-Busとも呼ぶ）。このようなモジュラーデバイスの外部へは物理層を100BASE-TXやFXに再変換します。

  • 1.5 EtherCATデバイスのインターオペラビリティはどのように維持されますか? 

    コンフォーマンスとインターオペラビリティは通信技術を成功に導くにあたり非常に重要な要素となります。このためEtherCAT Technology Groupはこの項目を極めて重要であると考えています。まず、仕様による技術実装のコンフォーマンスが必須要件であり、インターオペラビリティはその次になります。これはマルチベンダーのデバイスが同じネットワークアプリケーションで協調動作をすることを意味しています。これを達成するためにConformance Test Tool (CTT) が公開され、コンフォーマンステストセンター (ETC) が設立されました。
    デバイスのコンフォーマンスと認定証 (Certificate) に関する詳細は「コンフォーマンス」セクションの以下の項目をご参照下さい：
    コンフォーマンスとインターオペラビリティ

  • 2. EtherCAT Technology Group

  • 2.1 EtherCATを使用するにはETGメンバーになる必要がありますか? 

    いいえ。しかし、御社がEtherCATへの関心を持ち、ベンダーやユーザにこの技術へのサポートを表明するためにETGに参加したいと思われることもあるかもしれません。メンバーになればETGの会議への出席の案内が送付されます。また、技術情報、仕様、プレゼンテーションも入手できます。作業部会 (Working Group) で技術動向への議論にも参加できます。

  • 2.2 EtherCATを製品に実装するにはETGメンバーになる必要がありますか? 

    EtherCATデバイスを御社の装置や装置システムに実装したい場合は、エンドユーザに相当しますのでETGに参加する必要はありませんが、ETGメンバーになることを推奨します (2.1/2.4を参照)。EtherCATデバイスを設計・製造する場合はETGに参加し、EtherCATのVendor IDを取得する必要があります。EtherCAT Vendor IDポリシーの詳細については以下のダウンロードセクションを参照してください (メンバーログインが必要です)：
    EtherCAT Vendor ID ポリシー なお、メンバーシップは無償です (2.5/2.6を参照)。

  • 2.3 どうすればEtherCAT Technology Groupのメンバーになれますか? 

    メンバーシップの申込は、ETG本部 info@ethercat.org. 宛にその旨をメールでご連絡下さい。メンバーシップの要件や申込書などの必要な情報を返信いたします。ETGのメンバーになる前に以下の会員規約をお読み下さい。
    ETG By-Laws (PDF)

  • 2.4 メンバーシップの利点は何ですか? 

    ETGメンバーは優先的にサポートを得られ、ETGメンバー専用に提供されるEtherCAT仕様、ガイドライン、サンプルコード、評価キット、他のサポートツールやその他の情報へアクセスできます。これらの資料によりETGメンバーはEtherCAT技術の開発を進められます。
    また、技術委員会 (Technical Committee; TC) や作業部会 (Working Group; WG) などの仕様に対する議論へ検討をを行うETGの会議へ参加できます。ETGメンバーはEtherCATトレーニングクラスや開発ワークショップに参加する資格が与えられます。さらに、ETGメンバーはEtherCATウェブサイトや主要な世界規模の展示会のETGブースで製品の販促を行うことも可能です。

  • 2.5 ETGメンバーシップは無償ですが、なぜでしょうか? 

    オープンな技術へのアクセスには年間メンバーシップ費用やその他のコストは問題になりません。ETGメンバーシップは会費が無償であるだけでなく、ETGメンバーへはプロトコルスタック、サンプルコード、評価キット、実装サポートやその他のサービスは、無償か妥当な費用で提供されています。

  • 2.6 将来、会費が有償になる可能ではありますか? 

    現時点で、ETGメンバーシップを有償にする予定はありません。将来、（例えば、ETGから提供する付加的なサービスのために）メンバーシップ費用を課する必要が出てきた場合はメンバー総会 (membership assembly) で議論する必要があります。

  • 2.7 ETGメンバーはこの技術の改善にどのような方法で参加できますか? 

    EtherCAT技術は、ETGの会議においてその詳細が公開され検討されます。メンバーは、是非、技術作業部会やタスクフォースに参加してください。いつでも意見を述べたり、仕様の拡張や変更を提案できます。全作業部会(Working Group; WG) の一覧がメンバーエリア内の以下のページにあります (ログインが必要です)：
    ETG Working Groupsユーザ、OEMベンダ、システムインテグレータやデバイスメーカからのフィードバックやご意見は、常に有益であり、歓迎するとともに改善に役立ちます。この仕組みが極めて効果的であることはETGの今までの軌跡が物語っています。この技術のユーザと開発者間の直接的な交流によってノウハウや技術の情報交換が可能となります。各メンバーがどのようにETGに参加しているかは次のリンクを参照してください:ETG の組織

  • 3. EtherCAT: オープンテクノロジー

  • 3.1 EtherCATはオープンテクノロジーです。これはどういう意味ですか? 

    これは、誰でもがこの技術を使用し、実装し、恩恵を受けられることを意味します。また、EtherCATの各実装間には互換性があり、何者も他者が使用できないようにする変更をこの技術に加えてはならないことも意味しています。EtherCATは複数のIEC規格 (IEC61158, IEC 61784, IEC 61800)、ISO 15745や、SEMI規格 (E54.20) の一部となっています。

  • 3.2 特許技術が使用されていますか? 

    はい。EtherCAT技術は、その他のフィールドバス技術と同様に、特許にする意義のある技術については特許を取得しています。一般的に、固有の機能を提供する技術には特許や、複製や改ざんから保護するためのライセンスが必要です。

  • 3.3 ライセンスはどうなっていますか? 

    EtherCATマスタを実装するためのライセンスは無償です。スレーブデバイスについてはEtherCATはCANライセンスモデルを適用しています（CANは特許で保護されたオープンな標準化技術の優れた事例です）。少額のライセンス費用がEtherCATスレーブコントローラ (ESC) チップに「組み込まれて」います。このためデバイスメーカ、エンドユーザ、システムインテグレータやツールメーカなどはライセンス費用を明示的に支払う必要はありません。

  • 3.4 オープンソースへの対応は? 

    EtherCAT Technology Group (ETG)とBeckhoffは、この技術の公開以来、共用ソースまたはオープンソースシステムでEtherCATアプリケーションをサポートし続けています。IEC, ISOそしてSEMIによるEtherCATの標準化規格により、誰でもわけへだてなくEtherCAT技術へのアクセスが可能です。さらに、マスタライセンスは使用料が無料です。ETGはEtherCAT技術のユーザグループであり、ETGのメンバーシップを持つ全メンバーに対して技術のメンテナンスと今後の開発を保証します。
    これに関する詳細は以下のトピックを参照してください：
    EtherCAT & Open Source

  • 3.5 EtherCATスレーブコントローラには複数の供給元がありますか? 

    はい。EtherCATスレーブコントローラ (ESC) の実装は、Beckhoff (ASIC)、Hilscher (netX) の他、AlteraおよびXilinx (FPGA) があります。
    その他の実装も今後リリースされるものと思われます。
    EtherCATスレーブコントローラの概要は、ダウンロードセクションの以下の項目を参照してください：
    EtherCAT Slave Controller

  • 4. 実装

  • 4.1 EtherCATスレーブデバイスの開発を行うには何が必要ですか? 

    最善は、スレーブ実装ガイドを参照することです。この文書は、ダウンロードセクションの以下の項目を参照してください：
    EtherCAT Slave Implementation Guideこの文章には、最初のステップとしてスレーブの実装を始めるための内容があり、その内容はハードウェア、ソフトウェアの実装やワークショップやトレーニング、コンフォーマンスの情報やステップバイステップのガイドも含んでいます。例えば、ある開発キットにはEtherCATスレーブコントローラを内蔵したスレーブデバイス評価ボード、ソースコードが提供されるスレーブプロトコルスタック（シンプルデバイスではオプション）、リファレンスハードウェアの設計情報やEtherCATマスタの評価ライセンスが含まれています。スレーブ評価キットに関する詳細はEtherCATプロダクトセクションの以下の項目を参照してください：
    EtherCAT商品ガイド > 開発支援ツール > スレーブ評価キット

  • 4.2 EtherCATマスタデバイスの開発を行うには何が必要ですか? 

    マスタデバイスには特別なハードウェアは必要ありません。どのイーサネットMACも使用可能です。EtherCATに必要なリソースは低く、専用の通信プロセッサも不要です。マスタコードは、無償のオープンソースプロジェクトによるRTOSまで含んだ製品のサンプルコードパッケージなどもあり、複数の供給元から提供されています。実装サービスも複数の供給元から提供されています。
    ご希望のマスタコードは、EtherCATプロダクトセクションの以下の項目をご参照下さい：
    EtherCAT製品ガイド > 開発支援ツール > マスター・スタック

  • 4.3 ASICのライセンスはどのようになっていますか? 

    EtherCAT ASICの供給元からASICを購入すれば、全EtherCAT機能は既にチップ内に含まれています。追加のライセンス費用は不要です。
    スレーブコントローラの機能はFPGAでも非常に費用対効果良く実装可能です。

  • 4.4 FPGAのライセンスはどのようになっていますか? 

    FPGAを半導体販売会社より購入した場合、EtherCATのコードはまだロードされていません。EtherCAT IPコアライセンスがAlteraやXilinxのFPGA向けに提供されています。IPコアには台数に制限無くEtherCATスレーブデバイスを開発する資格を与えるライセンスがあります。また、台数ベースのライセンスも可能です。
    IPコアでは任意にEtherCATを機能を設定できますので、要件に応じたコアサイズを選択できます。また、ソフトコアプロセッサを含め、同一のFPGA上にアプリケーション固有の機能を追加することも可能です。これにより、EtherCATスレーブデバイスのハードウェアコストをより低く抑えられます。

  • 4.5 EtherCATデバイスを開発した場合、コンフォーマンステストセンターで受検しなければなりませんか? 

    いいえ。公式なEtherCATコンフォーマンステストセンターでのコンフォーマンステストの受検はオプションです。しかし、ユーザがCertificateを要求する場合があります。Certificateはテストセンターで合格した場合にだけ発行されます。ベンダーはコンフォーマンスを保証するために公式のテストツールを使用して自己テストに合格しなければなりません。
    コンフォーマンスに関する詳細は以下の項目を参照してください： コンフォーマンスとインターオペラビリティ

  • 5. EtherCAT Vendor ID

  • 5.1 EtherCAT Vendor IDとは何ですか? 

    EtherCAT Vendor IDはベンダーを識別するためのベンダー固有の番号であり、EtherCAT Technology Groupが一意に割り当てます。Product Codeと一緒にEtherCATデバイスのIdentityオブジェクト内に記録します。
    Vendor IDに関するトピックは以下の項目を参照してください：
    EtherCAT Vendor ID

  • 5.2 関連会社がEtherCAT Vendor IDを所持しています。私のデバイスに個のIDを使用できますか? 

    いいえ。EtherCATの各ベンダーはそれ自身のVendor IDを使用しなければなりません。

  • 5.3 自社のデバイスにEtherCAT通信機能を追加するためにテクノロジープロバイダーのインタフェースボードを使用しています。このデバイスにはテクノロジープロバイダーのVendor IDを使用できますか? 

    いいえ。テクノロジープロバイダーがその通信デバイスを出荷する際にはセカンダリVendor IDが設定され、使用者が自身のVendor IDに書き換えることを想定しています。このようにしてデバイスがネットワーク内で使用者のものであることが認識されます。

  • 5.4 セカンダリVendor IDとは何ですか? 

    これはオリジナルのVendor IDから導き出すことのできるVendor IDであり、通信インタフェースデバイスのオリジナルのベンダーを識別できるようにしたものです。このVendor IDはコンフォーマンステスト上は無効になります。

  • 5.5 CANopen® のVendor IDを持っています。これをEtherCATデバイスに使用できますか? 

    EtherCATデバイスに対するVendor IDが必要です。しかしながら、EtherCAT Vendor IDの申込時に同じ番号の取得を依頼することができます。ただし、その番号が未使用で、御社のEtherCAT Vendor IDとして割り当て可能である場合に限ります。
    割り当て済のEtherCAT Vendor IDの一覧は以下の項目を参照してください：
    EtherCAT Vendor ID 一覧

  • 5.6 Vendor IDを申し込むにはどのようにすればよいですか? 

    以下のEtherCATウェブサイト内のメンバーセクションをご訪問下さい：
    EtherCAT Vendor ID オンライン申込書

  • 6. Safety over EtherCAT

  • 6.1 Safety over EtherCATデバイスには冗長性のあるEtherCATインタフェースが必要ですか? 

    いいえ。Safety over EtherCATはブラックチャネルアプローチで実装されています。標準通信インタフェースへの機能安全に関する依存性はありません。コントローラ、ASIC、リンクやカプラなどの様な通信インタフェースは変更せずそのまま使用できます。

  • 6.2 Safety over EtherCATデバイスには冗長コントローラ機構が必要ですか? 

    通常、はいです。「通常」とは一般的なソリューションが2つのマイクロコントローラを使用していることを意味します。実際にはSafety over EtherCAT仕様ではこれは必須ではありません。プロトコル実装は次の要件を満足しなければなりません。
    - IEC 61508およびIEC 61784-3の完全準拠
    - FSoEプロトコル仕様の完全準拠
    - 宣言した安全レベルとその製品固有の要件の完全準拠

  • 6.3 EtherCATでなく、他の通信システム経由でSafety over EtherCATを使用できますか? 

    はい。2005年の当初以来、Safety over EtherCATはオープンで、使用するバスシステムには依存していません。通信経路は任意であり、EtherCAT、他のフィールドバスシステム、イーサネットや他の同様な経路、光ファイバ、銅線ケーブルに加え、ワイヤレス通信も可能です。通信経路内のバスカプラやその他のデバイスに対する制限や要件はありません。

  • 6.4 なぜ認証済のSafety over EtherCATスタックが存在しないのでしょうか? 

    Safety over EtherCAT仕様は、効率的でそのプロトコルステートマシンは厳密に定義されています。経験上、実装は非常に短期間で可能であり、既存のソフトウェアアーキテクチャによる認証済の変更不能な認証済スタックを適用するより短期間となります。

  • 6.5 Safety over EtherCATのコンフォーマンステストはありますか? 

    はい。Safety over EtherCATデバイスに対し、Safety over EtherCATテストケース仕様があり、それはTUVによって承認されています。Safety over EtherCATスレーブに対してはそれらのテストケースはEtherCATコンフォーマンステストツール (CTT) 上で提供され、テストは自動的に実行されます。一般的にマスタスタックの自動化テストは、マスタの設定が柔軟なため極めて複雑となります。このため、マスタの認証にはテストケース仕様を使用します。
    Safety over EtherCATポリシーにはデバイス認証に対する全てのテスト手順が含まれています。

  • 6.6 Safety over EtherCATデバイスには公認機関 (例: TUV, BGIA) による認証が必要ですか? 

    はい。Safety over EtherCAT技術を使用したデバイスの開発にはアセスメントがあります。デバイスの認証には、合格したEMCレポート、Safety over EtherCATコンフォーマンス認証とIEC 61508に基づく全セーフティライフサイクル過程の認証または適切な製品規格が含まれます。アセスメントは公認機関が行います。

  • 6.7 なぜデバイスにSafety over EtherCATプロトコルを使用するのにライセンスが必要なのですか? 

    Safety over EtherCATは多くのデバイスメーカによって使用される技術です。このような技術にとって最も重要なことは互換性です！これは認証されたSafety over EtherCAT仕様に基づく安全レベルだけで無く、同程度に重要な現場でのインターオペラビリティを保証します。ライセンスによってデバイスメーカは技術を実装する権利を取得しますが、メーカは仕様への互換への責任を持ちます。このルールはライセンス契約書に含まれています。
    市販のFSoEデバイスを使用するマシンビルダーや制御システムプロバイダーにはこのライセンスは必要ありません。

  • 6.8 Safety over EtherCATロゴの入手と使用はどのようすればよいですか? 

    Safety over EtherCATロゴはSafety over EtherCATデバイスの有効なアセスメントと認証を公認機関から取得したベンダーのみが使用できます。Safety over EtherCATポリシーは満足されなければなりません。Safety over EtherCATロゴはETG本部から入手できます。

  • 6.9 EtherCATマスタのベンダーです。どのようにすればSafety over EtherCATデバイスをサポートできますか? 

    もし、既製のSafety over EtherCATデバイスをEtherCATセグメント内でサポートしたいだけならば、マスタにセーフティ関連の実装は不要です。EtherCATスレーブインタフェース付きのSafety over EtherCATマスタが提供されており、それらはセーフティロジックデバイスとして使用できます。
    Safety over EtherCATマスタとSafety over EtherCATスレーブ間とで相互にセーフティフレームをルーティングできるようにするためには、EtherCATマスタによりスレーブ間通信をサポートする必要があります。

  • 6.10 マシンビルダーですが、Safety over EtherCATデバイスを使用するためのライセンスが必要ですか? 

    いいえ。ライセンス無しに既製のSafety-over-EtherCATデバイスを使用できます。ただし、構築したシステムの安全度水準 (SIL) や性能レベル (PL) については留意してください。関連する規格 (IEC 62061, ISO 13849) や製品規格および、国内や国際的な法律要件 (例: 機械指令, OSHA, ULなど) などのその他の関連する規格への準拠も満足する必要があります。

 


テクノロジー FAQs


テクノロジー FAQについてはEtherCAT Knowledge Baseをご参照下さい