EtherCAT通信の仕組みを知ろう〜メイドは超一流のスナイパー!?：江端さんのDIY奮闘記 EtherCATでホームセキュリティシステムを作る（2）（3/8 ページ）

今回は、EtherCATの仕組みを信号レベルでご説明します。「ご主人様（EtherCATマスタ）」と「メイド（EtherCATスレーブ）たち」が、何をどのようにやり取りをしているのかを見てみると、「メイドたち」が某有名マンガのスナイパーも腰を抜かすほどの“射撃技術”を持っていることが分かります。後半では、SOEM（Simple Open EtherCAT Master）を使ったEtherCATマスタの作り方と、簡単なEtherCATの動作チェックの方法を紹介しましょう。

[江端智一，EE Times Japan]

「メイド」は射撃の名手!?

　前回は、「ご主人様」と「メイドたち」に登場してもらって、かなり大ざっぱなEtherCATの説明を試みましたが、今回は、実際のモノで、物理レベル（信号レベル）の説明を試みます。

　さて、このご主人様であるEtherCATマスタと、メイドであるEtherCATスレーブは、イーサネットケーブルで、「両手をつないで」ネットワークを作ります（デイジーチェーンといいます）。

　マスタは、そのネットワークに対して、イーサネットフレームという0と1が連続するビットのかたまり（最大1万2000ビット）を送信します。このイーサネットフレームには、ネットワークにつながっている、全てのスレーブへの指示が記載されています。このイーサネットフレームは、全てのスレーブを巡回して、再度マスタに戻ってきます。

　「あれ？ でもこの接続（デイジーチェーン）だと、ループにならないよ」とも思われるかもしれませんが、今、パソコンで使われているイーサネットケーブルは、1本のイーサネットケーブルに2本の通信路があり、「行き」と「帰り」の道が別々に存在しているので問題はありません。

　上の図は、スレーブが3つ（スレーブA、B、C）があった時の、イーサネットフレームの中身のザックリした概略図です。要は、EtherCATのマスタとスレーブは、ネットワーク上で動き続けている1つのイーサネットフレームに、必要なデータを読み書きして、お互いに交換しているだけです。

　上記の図は、流れている最中のイーサネットフレームから、スレーブがデータを取り出したり、書き込んだりしている様子を示す図です。

　イメージとしては、

『駅を通過している最中の新幹線に、ホームから、指定された車両の座席に向けて、正確にピンポイントの狙撃をする』

または、

『駅を通過している最中の新幹線の座席から、ホームに向けて、正確にピンポイントの狙撃をする』

という感じでしょうか。しかも、連続射撃です（数十発から数百発の連射）。

　「ゴルゴ13」でも難しいだろうと思われる、高速移動中のピンポイント連続狙撃を、メイド（スレーブ）たちはやすやすとやっているわけです。