# EtherCATはどのようにして低遅延を実現するのか？ **URL:** \ **Category:** 技術的なヒント\ **Tags:** microchip-technology\ **Created:** [September 6, 2026, 3:12pm UTC](https://forum.digikey.com/t/ethercat/71802 "2026-09-06T15:12:42Z")\ **Posts on this page:** 1\ **Page:** 1
**Author:** ![Tsuneharu\_Fuji](https://avatars.discourse-cdn.com/v4/letter/t/54ee81/32.png) [@Tsuneharu\_Fuji](https://forum.digikey.com/u/Tsuneharu_Fuji)\ **Post date:** [September 6, 2026, 3:12pm UTC](https://forum.digikey.com/t/ethercat/71802/1 "2026-09-06T15:12:42Z")
従来のEthernetは、次のようなワークフローに従います。 **フレーム全体を受信 → CPUによる解析 → 応答を生成 → フレーム全体を送信** EtherCATは、[LAN9252](https://www.digikey.jp/ja/products/filter/controllers/753?s=N4IgTCBcDaIDIEEByBOMBWCBdAvkA) 内部で受信、処理、および転送を並行して実行します。 ## EtherCATシステムのブロック図 ![image](https://global.discourse-cdn.com/digikey/original/3X/1/8/18a4a233961da68d89c8f5632f475b43acde632d.png) LAN9252 システムのブロック図：デュアルPHY + ESCカットスルー転送経路 （画像提供：Microchip） > **技術的なヒント：** **ESC = EtherCATスレーブコントローラ** （_EtherCATサブデバイスコントローラ_とも呼ばれる） Microchipの [LAN9252](https://www.digikey.jp/ja/products/filter/controllers/753?s=N4IgTCBcDaIDIEEByBOMBWCBdAvkA) を例に説明します。周辺のサポート部品は、2チャンネルの絶縁用マグネティクス＋RJ45コネクタ、および25MHz基準水晶発振器です。 ## 超低遅延の原理 ### フレームの「オンザフライモード」によるハードウェアパイプライン EtherCATマスターは1つの長いEthernetフレームを送信し、このフレームは各スレーブステーションのPort 0に順次シリアルで入力されます。 フレームのビットストリームは、RJ45 → 絶縁用マグネティクス → LAN9252 のオンチップPHYを通り、ESCコアに入力されます。 **Ethernetフレーム全体をバッファリングする必要はありません！** ESCハードウェアは、フレーム構造をビット単位で解析します。 - 現在のスレーブに割り当てられた出力データセグメントを読み取る際、ハードウェアがデータを直接取得し、オンチップDPRAMに書き込みます。 - マスターにアップロードする入力データ用に確保された位置に到達すると、ハードウェアはローカルでサンプリングされたデータをDPRAMから取得し、それをフレームに挿入します。 これに対し、標準的なEthernetコントローラは、フレーム全体を受信してから、ソフトウェアによる解析のためにCPUに引き渡す必要があります。単一ノードの遅延は数十マイクロ秒からとなり、さらに大きなソフトウェアオーバーヘッドを伴います。 ### ブロック図内の2つの並列データフローは、ブロッキングなしで動作します 完全に独立した2つの信号経路があります。 1. ネットワーク経路：RJ45 ↔ PHY ↔ ESC ↔ DPRAM（ハードウェアによる自律動作、MCUのリソースを占有しない） 2. ローカル経路：DPRAM ↔ ローカルバス ↔ ローカルMCU DPRAMは、Dual-Port RAM（デュアルポートRAM）の略です。ネットワークハードウェアとMCUは、DPRAMに並列にアクセスできます。一方がメモリを占有して他方のアクセスを妨げるような、キューイングによるボトルネックは発生しません。 ### EEPROMの役割（ブロック図の左上） ESCの設定（FMMU、SyncManagerパラメータ）は、電源投入時に自動的に読み込まれます。MCUソフトウェアによるプロトコルの初期化は不要であり、起動時の遅延をさらに低減できます。 ## 関連製品 Microchipの [LAN9252](https://www.digikey.jp/ja/products/filter/controllers/753?s=N4IgTCBcDaIDIEEByBOMBWCBdAvkA) 関連製品 - [LAN9252](https://www.digikey.jp/ja/products/filter/controller/753?s=N4IgTCBcDaIDIEEByBOMBWCBdAvkA) - [HX1188](https://www.digikey.jp/ja/products/filter/pulsetransformers/166?s=N4IgTCBcDaIBIA0CMSAcqAEIC6BfIA) - [RJ45コネクタ](https://www.digikey.jp/ja/products/filter/modular-ethernet%20Connectors-RJ45-RJ11-Jacks/366?s=N4IgTCBcDaIEoCkAsBWABCAugXyA) **その他のリソース** [LAN9252 データシート](https://ww1.microchip.com/downloads/jp/DeviceDoc/00001909A_JP.pdf) **関連技術トピック** - [単純な産業用制御プロジェクトにModbus、CAN、EtherCATが必要なのはなぜですか？](https://forum.digikey.com/t/modbus-can-ethercat-6225/71809) - [モーション制御にはCANだけでは不十分で、完全なCANopenアーキテクチャが必須なのはなぜですか？](https://forum.digikey.com/t/can-canopen-6224/71808) - [CANopenモーション制御の安全手順の基礎](https://forum.digikey.com/t/canopen-6223/71805) - [EtherCATはどのようにして低遅延を実現するのか？](https://forum.digikey.com/t/ethercat-6222/71802) - [EtherCAT低遅延通信：物理層リファレンス回路](https://forum.digikey.com/t/ethercat-6221/71798) - [Modbus RTUの動作原理：マスタースレーブアーキテクチャとポーリング方式](https://forum.digikey.com/t/modbus-rtu-6220/71797) - [Modbus RTUの通信プロセス](https://forum.digikey.com/t/modbus-rtu-6219/71796) [オリジナル・ソース（English）](https://forum.digikey.com/t/how-does-ethercat-achieve-low-latency/70538)