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EtherCAT 기반 1kHz 실시간 제어 루프의 성능 데이터를 안전하게 수집, 저장, 시각화하는 모니터링 아키텍처를 설계합니다. Lock-free SPSC Queue와 ROS2 토픽 계층화로 RT 결정성을 유지하면서 디버깅 데이터를 확보합니다.

Jetson AGX Orin과 IgH EtherCAT 마스터로 서보 드라이브 2대를 1 kHz로 돌릴 때, 약 110초마다 드라이브 간 시계 동기(DC) 편차가 수백 µs로 튀었습니다. 원인은 모터도 커널도 제어 코드도 아닌, NVIDIA nvpps 드라이버가 부팅 때 기본으로 켜는 PTP-TSC 하드웨어 잠금이었습니다. 디바이스 트리 속성 하나로 끄자 DC 편차 최대값이 328 µs(잠금 켬, 300초 측정)에서 3.5 µs(잠금 끔, 20분 측정)로 줄었습니다.

NVIDIA Jetson Orin에서 PREEMPT_RT 커널과 CPU 격리 설정만으로 1kHz EtherCAT 제어가 가능한지 실측 데이터로 검증합니다. GPU, Storage, EtherCAT 부하 조건에서 Max latency 20µs 이하를 달성한 결과를 공유합니다.

EtherCAT과 CANopen 기반 산업용 로봇의 모터 제어 표준인 CiA402 프로필을 설명합니다. 상태 머신, Controlword/Statusword 비트 구조, 동작 모드를 실제 예시와 함께 다룹니다.