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ENET-Analyzer 文档

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产品介绍

ETHERCAT / INDUSTRIAL ETHERNET ANALYZER
ENET-Analyzer 产品介绍 V1.0
面向 EtherCAT 调试的以太网分析仪
ENET-Analyzer 面向工业以太网现场调试、设备联调和产线问题复现。 它通过双探测端口同步记录链路数据,并将数据经上行千兆网络送入上位机, 帮助用户观察 EtherCAT 报文、DC 周期抖动、PDO 数据变化、IO 捕获状态, 并生成可用于交付复盘的时序分析报告。
双 100M 探测端口 千兆上行口 8ns 时间戳精度 EtherCAT 解析 DC 时序分析 时序分析报告 PDO 数据图表 IO 捕获 pcap 复盘 文档版本 V1.0

产品定位

ENET-Analyzer 用于观察工业以太网链路中的真实报文和现场时序。它适合放在主站与从站、从站与从站之间,记录通信过程并辅助上位机完成协议解析、时序分析和数据可视化。

工业现场链路
EtherCAT 主站
伺服 / IO / 传感器
ENET-Analyzer
双端口探测
时间戳与数据上送
上位机软件
抓包 / 分析 / 报告
问题定位与复盘
产品重点不在替代主站或从站,而是在不改变原有调试习惯的前提下,把报文、时序和过程数据变得可观察、可定位、可复盘。

解决什么问题

现场通信异常定位

通过报文列表、协议解析和过滤规则,快速找到异常帧、状态变化和关键 EtherCAT 命令。

DC 周期抖动分析

上位机可自动识别或手动指定 DC 周期帧,观察主站发送间隔、接收间隔和从站环回延时。

PDO 数据可视化

结合 ESI XML 和初始化报文,自动查找 PDO 映射,将位置、速度、状态字等过程数据画成曲线。

IO 与网络事件对齐

IO 捕获窗口可用于观察外部信号边沿,并与报文时间线一起分析现场动作顺序。

告警与状态变化追踪

通过告警规则监控关键状态位,例如 EtherCAT 状态从 OP 进入 SafeOP 时快速定位时间点。

问题复盘与交付沟通

支持打开和保存 pcap 文件,便于现场、研发、客户之间共享同一份证据数据。

产品功能特色

旁路式链路观察

分析仪接入主站与从站链路之间,用于观察真实通信过程,不改变用户原有主站、从站和调试软件工作方式。

双探测端口同步记录

通过 IN / OUT 两个 100M 探测端口记录链路两侧数据,便于对比方向、延时、异常帧和现场动作顺序。

高精度时间戳

8ns 时间戳精度,采样时刻为 SFD,适合分析周期抖动、环回延时和短时异常。

一键生成时序报告

基于时序分析数据导出 PDF 报告,沉淀周期、抖动、延时和异常点,便于客户交付、问题复盘和内部评审。

EtherCAT 专用视角

不仅显示原始报文,还围绕 EtherCAT 初始化、DC 同步、PDO 映射、状态变化和过程数据做专用分析。

数据证据可复用

抓包、过滤、图表、报告和 pcap 文件形成统一证据链,方便现场、FAE、研发和客户基于同一份数据沟通。

典型应用

场景 价值
EtherCAT 设备联调 观察主站初始化流程、PDO 映射、状态机变化和异常报文
伺服调试 将 CiA402 位置、速度、状态字等过程数据可视化
产线回归 复用抓包文件和过滤规则,验证设备行为是否一致
现场问题复现 将真实链路数据保存为 pcap,带回研发侧复盘
DC 同步诊断 分析周期抖动、环回延时和主站收发间隔,并生成时序分析报告
IO 时序分析 将外部 IO 捕获与网络事件放到同一时间轴观察
客户交付报告 将时序指标、异常点和分析结论沉淀为 PDF 报告

产品组成

项目 说明
分析仪本体 双探测端口、上行口、USB2.0、IO 端口
USB 数据线 供电
以太网网线 连接上位机或现场链路
上位机软件 ENET-Analyzer 桌面分析软件
配套资料 产品介绍、上位机使用手册

规格速览

类别 摘要
探测端口 2 路 / 1 对,100Mbps
上行端口 1Gbps,连接上位机网卡
USB USB2.0,用于供电
IO 端口 8 路,用于扩展捕获
时间戳精度 8ns
采样时刻 SFD
配套软件 ENET-Analyzer 上位机,兼容 pcap 工作流
重点协议 EtherCAT,后续可扩展更多工业以太网解析

上位机能力速览

抓包与文件分析

支持实时抓包、打开 pcap、保存 pcap 和分块缓存管理。

协议与过滤

提供 EtherCAT 解析、字段过滤、时间跳转和数据包定位。

时序分析

支持 DC 帧识别、周期曲线、收发间隔和环回延时观察。

时序报告导出

支持将时序分析结果生成 PDF 报告,用于交付记录、异常复盘和测试留档。

数据分析

支持 PDO 自动选择、手动选择、XML 导入、曲线展示和条目缓存。

IO 捕获

支持 IO 通道波形查看、时间差测量和与报文联动定位。


产品文档

ENET-Analyzer 上位机使用手册 V1.0
从连接设备到抓包、分析、报告生成、保存与常见问题排查
项目 内容
文档名称 ENET-Analyzer 上位机使用手册 V1.0
适用对象 现场调试、测试、FAE、项目集成人员
文档定位 面向产品使用流程和上位机功能
关联产品 ENET-Analyzer 分析仪与上位机软件
文档版本 V1.0

1. 软件定位

ENET-Analyzer 上位机是配套分析仪使用的桌面分析软件。它的界面风格接近 Wireshark,但面向 EtherCAT 调试补充了时序分析报告、PDO 数据图表、IO 捕获、告警定位和现场复盘等专用功能。

软件适合以下工作:

  • 从分析仪上行口实时抓包。
  • 打开和保存 pcap 文件。
  • 解析 EtherCAT 报文和常见网络字段。
  • 按时间、协议字段、EtherCAT 地址和命令过滤数据。
  • 自动识别 DC 同步帧并分析周期抖动。
  • 导出时序分析 PDF 报告和时序数据。
  • 将 PDO 过程数据转为曲线。
  • 捕获 IO 状态变化并与网络事件联动。

2. 准备工作

使用前请确认:

  • 分析仪本体。
  • USB 数据线。
  • 以太网网线。
  • Windows 电脑,建议使用 PCIE 千兆网卡。
  • 已安装 ENET-Analyzer 上位机。
  • 已安装 Npcap,并勾选 WinPcap API-compatible Mode

若需要用 Wireshark 观察 ESL 报文,可在 Wireshark 中启用 ESL 与 esl_eth 协议。

3. 五分钟完成第一份抓包

3.1 接线

  1. USB 连接分析仪供电。
  2. 现场链路接到分析仪 IN / OUT 探测端口。
  3. 分析仪 UP 口连接电脑千兆网卡。
  4. 等待设备启动,红色和黄色 LED 正常熄灭。
ENET-Analyzer connection

3.1.1 接口与接线说明

左侧 IN / OUT 端口用于串接现场 EtherCAT 链路。IN 端口接主站侧,例如 PLC 或工控机;OUT 端口接从站侧,例如伺服驱动器、远程 IO 模块或后级 EtherCAT 从站。接入后,分析仪在不改变现场通信方向的前提下采集链路报文。

ENET-Analyzer left side IN and OUT ports
接口 连接对象 功能 接线要点
IN 端口 EtherCAT 主站侧,例如 PLC、运动控制器、工控机 接收主站侧链路信号,用于分析主站发送方向和回传方向的报文 使用现场原有网线或等效 100Mbps 以太网线接入主站侧
OUT 端口 EtherCAT 从站侧,例如驱动器、IO 模块、网关或后级从站 连接从站链路,保持主站到从站的通信通路 接到原本与主站相连的第一个从站或后级链路

右侧接口用于上位机连接、供电、状态观察和外部触发/IO 捕获。

ENET-Analyzer right side interfaces
接口 / 指示灯 功能 接线或状态说明
千兆以太网接口 连接上位机,用于把分析仪采集到的数据传输到 ENET-Analyzer 软件 连接电脑千兆网卡;该口仅用于上位机通信,不接现场 EtherCAT 主站或从站
USB Type-C 设备供电、调试和数据传输 使用 USB 线连接电脑或稳定电源;支持正反插
触发接口 10Pin 双排端子 外部触发、控制信号输入/输出、IO 捕获辅助分析 上排从左到右为 3V3GNDIO0IO1IO2;下排从左到右为 IO7IO6IO5IO4IO3
红色 LED 固件启动状态 常亮通常表示设备固件未成功启动
黄色 LED 以太网链路状态 闪烁通常表示以太网口未连接或协商速率不匹配
绿色 LED 供电状态 常亮表示供电正常;熄灭通常表示未上电或电源异常

端口注意事项:

  • IN 与 OUT 探测端口仅支持 100Mbps,不支持 10Mbps。
  • UP 上行口仅支持 1000Mbps,不支持 100Mbps / 10Mbps。
  • 如果黄色 LED 闪烁,通常表示网口未正确连接或协商速率不匹配。
  • 如果红色 LED 亮起后未熄灭,通常表示设备未正常启动。

3.2 软件操作

  1. 打开 ENET-Analyzer 上位机。
  2. 点击自动查找设备网卡,或手动选择 UP 口对应网卡。
  3. 网卡背景变浅绿后点击锁定。
  4. 点击开始抓包。
  5. 复现现场动作。
  6. 点击停止。
  7. 点击保存,导出 pcap 文件。

4. 软件主界面

主界面由设备选择、抓包控制、报文列表、解析详情、十六进制视图、状态栏和多个分析窗口组成。

ENET-Analyzer main window

常用工具按钮:

图标 功能 说明
自动查找设备网卡 连接设备后自动匹配上行口对应网卡
锁定网卡 确认当前抓包网卡,避免误切换
开始抓包 从选定网卡开始实时捕获
停止抓包 停止当前捕获
重新抓包 清理当前会话并重新开始
打开文件 打开已有 pcap 文件
保存文件 保存当前抓包数据
过滤器 打开过滤输入栏
时序分析 打开 DC 周期和延时分析窗口
导出时序报告 将当前时序分析结果导出为 PDF 报告
IO 捕获 打开 IO 捕获波形窗口
数据分析 打开 PDO 数据图表窗口
告警 打开状态告警窗口
时间跳转 按时间戳定位到目标数据帧
设置 打开系统设置

5. 抓包、打开与保存

实时抓包流程:

  1. 在主界面选择 Select Ethernet port 对应网卡。
  2. 或点击自动查找设备网卡按钮。
  3. 网卡背景变浅绿后,点击锁定按钮。
  4. 点击开始抓包。
  5. 抓包过程中观察报文列表、解析详情和状态栏。
  6. 需要停止时点击停止按钮。
  7. 使用保存按钮将抓包保存为 pcap 文件。

打开文件:

  • 点击打开按钮选择 pcap 文件。
  • 打开后可继续使用过滤器、时序分析、PDO 数据分析等功能。
  • 非分析仪抓包文件可能缺少关键时序信息,部分功能可能不可用。

保存文件:

  • 点击保存按钮保存当前抓包数据。
  • 保存成功后,关闭文件或退出软件时不会重复提示保存。
  • 如果退出时存在未保存数据,软件会弹出保存确认。

建议:

  • 抓包前先确认 UP 口连接的是千兆网卡。
  • 长时间抓包建议使用分块抓包和足够空间的缓存目录。
  • 现场复现问题时,应尽量从设备上电、主站初始化前开始抓包。

6. 报文查看与过滤

报文列表用于按时间顺序查看捕获数据。选择某一帧后,可在详情区查看协议字段,并在十六进制视图区查看原始数据。

常用过滤示例:

text
protocol == EtherCAT
mac.type == EtherCAT && ec.cmd != 0x00
mac.type == EtherCAT && ec.addr == 0x00000910
mac.type == EtherCAT && ec.len == 8 && ec.index == 0
mac.type == EtherCAT && ec.addr > 0x1000
(ec.intr != 0x00) || (ec.cmd == 0x01)

常用字段:

字段 说明
dst.mac / src.mac 目标 / 源 MAC
protocol 协议类型
src.ip / dst.ip 源 / 目标 IP
src.port / dst.port 源 / 目标端口
ec.cmd EtherCAT 命令
ec.addr EtherCAT 完整地址
ec.slave 从站地址 ADP
ec.offset 地址偏移 ADO
ec.len 数据长度
ec.index EtherCAT 索引

支持 ==!=><contains,并可用 &&|| 组合条件。

7. 时序分析

时序分析窗口用于观察 EtherCAT DC 同步相关报文的周期稳定性。

ENET-Analyzer timing setup

软件支持两种方式:

  • 自动识别常见主站的 DC 同步帧。
  • 手动设置 DC 周期命令、地址和命令长度。
ENET-Analyzer timing window

主要指标:

指标 含义
主站发送间隔 主站两次发送 DC 帧的时间差
主站接收间隔 主站接收两次 DC 帧的时间差
从站环回延时 主站发送经过从站后到主站接收点的时间差
自动识别信息 右下角显示 DC 帧识别依据和状态

常用交互:

  • 鼠标右键可跳转到波形对应的数据帧。
  • Ctrl + 滚轮 缩放横轴。
  • Shift + 滚轮 缩放纵轴。
  • 单独滚轮同时缩放横轴和纵轴。

如果自动识别不符合现场情况,可在报文详情中查看 Datagram Header,再手动配置 DC 周期命令、地址和命令长度。

8. 生成时序分析报告

时序分析报告用于把现场周期数据沉淀为可交付、可复盘的 PDF 文件。报告适合用于设备联调记录、异常复盘、测试留档和客户沟通。

生成建议:

  1. 先完成一次包含 DC 周期帧的抓包。
  2. 打开时序分析窗口,确认 DC 帧识别正确。
  3. 必要时手动设置 DC 周期命令、地址和命令长度。
  4. 检查主站发送间隔、主站接收间隔、从站环回延时等曲线。
  5. 点击导出时序报告。
  6. 选择保存路径,等待导出完成。

报告可体现:

内容 价值
周期统计 观察周期是否稳定,便于评估主站调度质量
抖动趋势 判断异常是否集中出现在某一段时间
环回延时 辅助判断链路或从站响应是否异常
异常点 将图表中的异常时间点和报文定位关联起来
分析结论 便于现场与客户、研发共享同一份结果

如果同时使用 IO 捕获,可在报告前确认 IO 事件与网络事件的时间关系,让时序结论更完整。

9. IO 捕获分析

IO 捕获窗口用于观察外部 IO 信号变化,并辅助分析网络事件与实际动作之间的关系。

ENET-Analyzer IO capture

操作要点:

  • 鼠标滚轮缩放横轴。
  • 上方刻度栏可测量时间差。
  • 通道符号可上下拖动。
  • 鼠标右键可跳转到对应数据帧。

典型用途:

  • 分析外部触发信号与 EtherCAT 报文之间的时间关系。
  • 观察设备动作、IO 翻转和网络状态变化的先后顺序。
  • 复盘现场短时异常。

10. PDO 数据分析

PDO 数据分析适合将 EtherCAT 过程数据转为曲线,例如位置、速度、状态字、控制字、传感器值等。

ENET-Analyzer PDO graph

工具按钮:

图标 功能
PDO 自动选择
当前条目汇总信息
清理缓存数据
手动输入条目
删除选中条目
保存条目配置
选择或导入 XML 文件

10.1 PDO 自动选择

推荐流程:

  1. 捕获或打开包含 EtherCAT 初始化过程的 pcap。
  2. 在设置中配置 ESI XML 目录。
  3. 打开数据分析窗口。
  4. 点击 PDO 自动选择。
  5. 软件识别从站和 PDO 配置。
  6. 根据需要选择全部从站或单个从站。
  7. 将目标条目加入图表。

如果未检测到从站或无法匹配 XML,请确认:

  • 抓包是否包含完整初始化过程。
  • XML 目录是否配置正确。
  • 目标设备 XML 是否存在。

10.2 PDO 手动选择

自动匹配不满足需求时,可手动选择:

  1. 选择 ESI XML 文件。
  2. 查看 TxPDO / RxPDO 条目。
  3. 按模块或模式筛选。
  4. 点击添加按钮加入数据分析列表。
  5. 必要时手动调整方向、命令、地址、偏移和长度。

11. 告警与时间跳转

告警功能用于监控状态变化。典型例子:

  • EtherCAT 状态从 OP 进入 SafeOP。
  • 状态字中的错误位出现变化。
  • 指定 PDO 数据超过期望范围。

时间跳转用于从图表、告警或外部记录直接定位到报文。输入目标时间点后,软件会跳转到接近该时间的帧。

12. 分块抓包与缓存

分块抓包会把抓包数据自动分割为多个小文件,避免单个临时文件过大。

可在设置中配置:

  • 分组大小。
  • 缓存目录。
  • 是否保留下次启动前的旧缓存。

注意:

  • 默认临时目录下,旧缓存通常会在下次启动时清除。
  • 重要抓包请使用保存按钮保存为 pcap。
  • 长时间抓包前应确认磁盘空间。

13. 推荐工作流

现场问题复现建议流程:

  1. 连接分析仪和上位机。
  2. 从设备上电或主站启动前开始抓包。
  3. 复现问题。
  4. 停止抓包并保存 pcap。
  5. 使用过滤器定位异常阶段。
  6. 打开时序分析观察周期变化。
  7. 打开 PDO 数据分析观察关键过程数据。
  8. 必要时配置告警和时间跳转。
  9. 将 pcap、截图和结论一并归档。

建议每次问题复盘至少保留:

  • 原始 pcap 文件。
  • ENET-Analyzer 版本。
  • 现场接线照片或拓扑图。
  • 关键时间点截图。
  • 时序分析 PDF 报告。
  • 若使用 PDO 分析,保留 XML 文件和条目配置。

14. FAQ

14.1 网卡列表为空

可能原因:

  • 未安装 Npcap。
  • Npcap 未勾选 WinPcap 兼容模式。
  • 上位机权限不足。
  • 系统网卡状态异常。

处理:

  1. 重新安装 Npcap。
  2. 勾选 WinPcap API-compatible Mode
  3. 重启上位机。
  4. 必要时重启电脑。

14.2 自动查找设备网卡失败

检查:

  • UP 口是否连接电脑千兆网卡。
  • 网线是否正常。
  • 电脑网卡是否为千兆协商。
  • 黄色 LED 是否闪烁。

处理:

  • 手动选择可能的网卡后开始抓包验证。
  • 更换网线或电脑网口。
  • 避免连接到仅 100M 的 USB 网卡或交换机端口。

14.3 抓不到 EtherCAT 报文

检查:

  • 现场链路是否接在 IN / OUT 探测端口。
  • 主站是否已经启动通信。
  • IN / OUT 端口速率是否为 100Mbps。
  • UP 口是否连接电脑千兆网卡。
  • 是否选错抓包网卡。

建议:

  • 从主站启动前开始抓包。
  • 先不使用过滤器,确认原始报文是否进入列表。
  • 使用 Wireshark 打开保存的 pcap 做交叉确认。

14.4 时序分析没有自动识别 DC 帧

可能原因:

  • 抓包不包含 DC 同步帧。
  • 主站使用的 DC 配置方式不在自动识别范围内。
  • 抓包起点太晚,缺少初始化或关键周期帧。

处理:

  • 手动配置 DC 周期命令、地址和命令长度。
  • 从主站启动前重新抓包。
  • 在报文详情中查看 Datagram Header,确认匹配条件。

14.5 PDO 自动选择没有结果

可能原因:

  • pcap 不包含完整 EtherCAT 初始化过程。
  • ESI XML 目录未配置。
  • XML 文件与现场设备不匹配。
  • 多轴或模块化设备配置较复杂,需要手动选择。

处理:

  1. 在设置中配置 XML 目录。
  2. 确认 pcap 包含初始化过程。
  3. 尝试设备顺序汇总查看匹配状态。
  4. 必要时使用 PDO 手动选择。

14.6 打开的 pcap 显示数据很少

如果 pcap 不是由分析仪链路产生,可能缺少关键时间戳或格式信息。软件会过滤无法识别的数据,只显示有限内容或统计提示。

建议:

  • 使用 ENET-Analyzer 分析仪重新抓包。
  • 需要通用协议查看时使用 Wireshark。

14.7 设备红色 LED 未熄灭

红色 LED 亮起后未熄灭通常表示设备未正常启动。

处理:

  • 重新插拔 USB。
  • 更换 USB 线或 USB 口。
  • 若仍无法恢复,联系技术支持。

14.8 黄色 LED 闪烁

黄色 LED 闪烁通常表示网口未正确连接或协商速率不匹配。

处理:

  • 确认 UP 口连接的是千兆网卡。
  • 确认 IN / OUT 探测端口连接的是 100Mbps 链路。
  • 更换网线。

15. 最小排查清单

问题 优先检查
无网卡 Npcap 与 WinPcap 兼容模式
无数据 网卡选择、UP 口千兆连接、现场链路是否通信
无 EtherCAT 是否选错网卡、是否接在探测端口
无时序结果 是否有 DC 帧,是否需要手动配置
无 PDO 结果 是否有初始化过程,XML 目录是否正确
无报告输出 是否已有时序数据,是否选择了有效保存路径