（笔记）使用ET2000和Wireshak分析Ethercat主站的实时性

做这个实验（https://blog.csdn.net/wofreeo/article/details/89450713）时的备忘笔记。

1. Wireshark -> 分析 ->启用的协议对话框，勾选esl_eth，目的是可以让ET2000 Probe给EtherCAT包打上时间戳。

2.在Wireshark的filter里输入类似于

(frame.number>=657)&&(frame.number<=2656)&& (ecat.cnt == 0)

的约束条件，可以摘取相应的包，然后选择“文件->导出特定分组...”，注意不要选择“另存为...”。选择“另存为...”不会把通过约束条件摘取的包存下来。

3.在shell里使用tshark命令时需要cd到wireshark安装目录下，如下：

改进版本：编写批处理脚本jitter_test，不用再一点点敲命令行。

@echo off

set cmdto=cd 
set wsdir="C:\Program Files\Wireshark"
set cdir="C:\"
set wscmd=tshark
set pcapdir=%cd%
set csvdir=%cd%
set pcapname=%1
set csvname=%pcapname:~0,-5%.csv
set exceldir="C:\Program Files\Microsoft Office\Office16"

::echo pcapdir = %pcapdir%
::echo csvdir = %csvdir%
::echo pcapname = %pcapname%
::echo csvname = %csvname%

%wsdir%\tshark -r "%pcapdir%\%pcapname%" -n -T fields -e esl.timestamp > "%csvdir%\%csvname%"
if exist %csvname% (echo output csv file successfully!)
if not exist %csvname% (echo output csv file failed!)

::echo open csv file
::%exceldir%\EXCEL.EXE "%csvdir%\%csvname%"

pause

exit

将cmd.exe复制到pcap文件目录下，点击cmd.exe，输入jitter_test.bat空格pcap文件名即可

4.导出结果为CSV文件，注意不要直接导出为xls文件。导出到CSV文件后第一时间另存为xls文件，这样xls公式可以有效保存。

5.注意Excel中对于数值计算有位数限制，实验中最多10位16进制，因此需要截短（被截短的数据的前N位基本不变，因此不影响结果）

6.十六进制在Excel中无法直接加减，需要HEX2DEC()转换成十进制。

7. 将ns转换为us

8.选中一列数据，选择插入->图表->散点图，即可在Excel中添加数据统计图。

9.注意到有奇点产生，回溯到串口助手打印的数据，发现奇点与串口数据中乱码的地方是对应的。看来是printf函数的延时也会对其产生影响。

测试了一下osal_usleep()函数，发现确实可以产生精度为1us的时延。printf产生的时延确实会影响，经过测试发现printf打印一个字符串的时间是359us，将printf的语句注释掉发现确实osal_usleep()函数没有问题。

10. 注释掉simple_test里在for循环中的printf，再次测试，发现还是有奇点产生。不过非奇点区域的jitter变小了，看来printf确实有影响。

11. 注意到奇点的数值比较稳定，因此猜测可能是代码中某地方有影响。

发现有相差2ms的，正好是EC_TIMEOUTRET值。因此判断是ec_send_processdata()和ec_receive_processdata()这里的问题。应该是有部分帧接收超时（超过2ms）。当然也抓过没有一帧超时的数据。

12. 大概发现是ecx_recvpkt函数里的一个bug，改动之后就不存在超时的问题了。同时将数据分析时的数值调整到小数点后一位，这样保证1us的精度是在个位。

13. 或许代码里还有没找到的delay，先找到delay。这两天看了一下ST官方的STM32以太网的视频，https://www.moore8.com/courses/trainning_playback/1580   。需要注意的是数据帧的流向。

DMA的作用是将片上外设SRAM的数据搬到FIFO中，有两种模式，一种是门限模式，比如到256Byte就发；一种是存储转发模式，搬完全的一帧。

接收数据时，有两种，一种是中断接收（RTOS），一种是轮训接收（无OS）。

代码里现在的FIFO模式是存储转发模式，只要FIFO里满一帧就发。

排除1us延时函数的问题，100us ——> 137.4us，200us ——> 237.4us，而且都是±3.5us。如果是延时函数的问题，想必这个延时应该不会是固定的值。

继续看TX端，发现LRW和FRMW报文，其中LRW是data，FRMW是dc值，如果去掉FRMW，又会得到更好的结果

if(first)//支持DC分布式时钟，first置1
{
    context->DCl = sublength;//length of DC datagram
    /* FPRMW in second datagram */
    context->DCtO = ecx_adddatagram(context->port, &(context->port->txbuf[idx]),         
   EC_CMD_FRMW, idx, FALSE,context->slavelist[context->grouplist[group].DCnext].configadr,
ECT_REG_DCSYSTIME, sizeof(int64), context->DCtime);
                    //position of DC datagram in process data packet
    first = FALSE;
}

LRW + FRMW：100us ——> 137.4us ± 3.5us 

LRW： 100us ——> 130.2us ± 2us 

14. 用TIM3定时器中断，每100us发送一个frame，

void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
	if(htim->Instance == htim7.Instance)//TIM7 counter overflow after 65535(16 bit)
	{
		TIMEOFDAY_Numof65536us++;//every 65536us==65.536ms,TIMEOFDAY_US++ 
	}
	
	if(htim->Instance == htim3.Instance)//TIM3 counter overflow every 100us
	{
		flag_hal_eth_transmitframe = 1;
	}
}

/*Tx every 100us*/
while(flag_hal_eth_transmitframe==0)
{
    delayXus(1);
}
HAL_ETH_TransmitFrame(&heth,lp);
flag_hal_eth_transmitframe=0;

100us ——> 100us ± 1us左右

但是还有个问题就是第一帧总是时间差距87us左右，似乎提前进入中断？ 

类似于这样的问题，一开启定时器中断立刻进入中断 http://www.openedv.com/thread-97072-1-7.html?/news/guonei/90232906577/

不过经过验证，似乎单纯跑定时器中断不存在这个提前进入中断的问题？

如上图，高电平250us，低电平150us，然后高低交错100us，似乎第一次进入定时器中断的时间就是100us左右 ，而且非但没有提前进，反而稍微有点错后，103us，103us然后是98.625us，然后是100us，100us，99.875us。。。

20000帧结果，注意是第1帧和第2帧之间是87.5us，之后正常100us左右