6万人のメイドが“合体”!? EtherCATの通信方式：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（5）（5/8 ページ）

今回は、EtherCATにおける4つの通信方式を解説したいと思います。EtherCATには、マスタ（ご主人様）が、スレーブ（メイドたち）の“身上調査”を行うための「SDO通信」用に3種類、“仕事内容”を送信するための「PDO通信用」に1種類の通信方式があります。膨大な量のフレームが飛び交うEtherCAT通信の世界を、さっそくのぞいてみましょう。

[江端智一，EE Times Japan]

ブロードキャスト通信の役割は？

　このように考えれば、最初に行われる「ブロードキャスト通信」の役割は明確です。

　スレーブ（メイド）の数を調べることです。

　なにしろ、最初の状態では、マスタ（ご主人様）は、スレーブ（メイド）が6人いるのか、600人いるのか、60000人いるのか、全く分からないのです。

　なので、ご主人様は、『番号ー！』と号令を出すと同時に、ブロードキャスト通信のフレームを流し、メイドは、そのフレームを受けると『いち！に！さん！よん！』と順番に叫びながら、叫んだ番号をそのフレームに上書きして、次のメイドに回していきます。

　その時、メイドが叫んだ数が、「仮アドレス（要するにゼッケン）」になるわけです。

　また、ご主人様は、戻ってきたフレームに記録されたカウントで、メイド全員の数を確認することができます。これをWorking Count（WC）と言います。

　ブロードキャスト通信は、メイド全員に一斉に同じ命令を出したい時にも使われます。

　例えば、全てのスレーブ（メイド）の起動モードを、一斉に変更したい時などは、いちいち特定のスレーブ（メイド）を指定する必要はなく、特定の「オフセット」だけを指定すれば、例えば、全員の起動モードをたった一回のEtherCATフレームの送信だけで変えることができます。

だからSDO通信には、3タイプもある！

　以上をまとめますと、SDOのための通信に3タイプ（も）ある理由は、

（1）まずブロードキャスト通信で、スレーブに仮アドレスを与える必要があり、
（2）次に、その仮アドレスを使ったオートインクリメントアドレス通信で、スレーブに固定アドレスを与える必要があり、
（3）その固定アドレスを使って、マスタと個々のスレーブとの通信を実現する必要がある

ためなのです（かなり乱暴なざっくり説明ですが）。

　―― なんと、まあ、「回りくどい」ことしているんだ？

と思われるかもしれませんが、これには理由があるのです。

　例えば、EtherCATと同じく制御LANの1つであるDeviceNetでは、スレーブの外側についているスイッチで、アドレスを1つ1つ手動で設定しなければなりません。

　スレーブが10台や20台程度ならともかく、これが100〜1000台のオーダーになれば、人間のやることですから、間違いなくアドレスの設定ミスが発生します^＊）。

＊）DeviceNetの構築ツールに、この「設定ミス防止機能」を組み込んでいた、この私が言うのですから間違いありません。

　比して、EtherCATでは、アドレス設定に関して人間様の出る幕はありません。

　EtherCATは、ヒューマンエラーを回避して、アドレスを安全に自動的に付与する為にも、3つのSDOの通信方式を用意したのです^＊）。

＊）制御LANの世界の、DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）の様なものだ、と言えば（分かる人には）分かるでしょう。

　下記は、それぞれの通信フレームの1つを取り出して、Wiresharkでキャプチャしたものを図示したものです。

　このように、アドレスのタイプが、異なっていることが分かります。