---
title: "Raspberry Pi-based EtherCAT Master with W5500 (SOEM + Real-time Linux)"
url: "https://maker.wiznet.io/sophia/projects/raspberry-pi-based-ethercat-master-with-w5500-soem-real-time-linux/"
markdown_url: "https://maker.wiznet.io/sophia/projects/raspberry-pi-based-ethercat-master-with-w5500-soem-real-time-linux/md"
type: "UCC: User Created Content"
author: "Tam Ho"
author_url: "https://github.com/thanhtam-h/soem-w5500-rpi?"
editor: "WIZnet"
editor_url: "https://maker.wiznet.io/"
original_author: "Tam Ho"
original_url: "https://github.com/thanhtam-h/soem-w5500-rpi?"
published: "2026-03-27"
language: "en"
hardware: ["WIZnet W5500"]
likes: 0
views: 429
comments: 0
source: "WIZnet Makers (https://maker.wiznet.io/)"
---

# Raspberry Pi-based EtherCAT Master with W5500 (SOEM + Real-time Linux)

> Raspberry Pi와 WIZnet W5500 Ethernet 칩을 활용하여 realtime EtherCAT master를 구현한 오픈소스 사례

Original author: Tam Ho (source: https://github.com/thanhtam-h/soem-w5500-rpi?)

## Components

- **WIZnet W5500** x 1 ([docs](https://docs.wiznet.io/Product/Chip/Ethernet/W5500))

WIZnet parts: W5500 ([Datasheet](https://docs.wiznet.io/Product/Chip/Ethernet/W5500/datasheet?utm_source=maker&utm_medium=project&utm_campaign=w5500), [product hub](https://maker.wiznet.io/products/w5500/))

## Article

### Overview

`soem-w5500-rpi`는 Raspberry Pi에서 **WIZnet W5500 Ethernet chip**을 사용해 **realtime EtherCAT master**를 구현하려는 오픈소스 프로젝트입니다. 공개 README 기준으로 이 프로젝트는 Raspberry Pi 보드, SPI 기반 W5500, 그리고 **SOEM(Simple Open Source EtherCAT Master)** 을 조합해 EtherCAT 네트워크를 제어하는 구조를 지향합니다. 또한 일반 Linux만이 아니라 **Xenomai 2.x / 3.x 또는 PREEMPT_RT가 적용된 실시간 커널 환경**을 전제로 하여, EtherCAT과 같이 주기성과 지연 특성이 중요한 산업 자동화·모션 제어 분야를 겨냥하고 있습니다.

이 프로젝트의 핵심 의미는 Raspberry Pi 같은 범용 SBC에서도, 적절한 실시간 환경과 W5500 기반 Ethernet 인터페이스를 결합하면 **비교적 저비용으로 EtherCAT master 실험 및 제어 시스템을 구성할 수 있다**는 점입니다. 대형 산업용 IPC나 전용 컨트롤러 대신, 오픈소스와 범용 하드웨어를 활용해 자동화 네트워크를 구축하려는 개발자에게 좋은 참고 사례가 됩니다.

### Features

- **Raspberry Pi 기반 EtherCAT Master 구현**
  - 공개 README 기준으로 이 저장소는 “Realtime EtherCAT master for Raspberry pi”를 표방합니다.
  - 즉, Raspberry Pi를 EtherCAT 네트워크의 중앙 제어 노드로 활용하려는 목적이 분명한 프로젝트입니다.

- **W5500 기반 SPI Ethernet 인터페이스 사용**
  - 하드웨어 항목에 **Wiznet W5500 Ethernet chip with SPI interface**가 명시되어 있습니다.
  - 이는 일반 onboard Ethernet이 아닌, WIZnet 칩을 활용한 별도 Ethernet 경로를 EtherCAT 통신에 적용한 구조라는 점에서 의미가 있습니다.

- **실시간 커널 환경 지원**
  - 소프트웨어 요구사항에는 **Xenomai 2.x / 3.x 또는 PREEMPT_RT patched kernel**이 제시됩니다.
  - EtherCAT은 주기적인 제어 프레임 처리와 낮은 지연 특성이 중요하므로, 이 프로젝트는 단순 네트워크 테스트가 아니라 실시간 제어 환경**을 전제로 설계된 것으로 볼 수 있습니다.

- **SOEM 패치 및 W5500 드라이버 제공**
  - README에는 **SOEM is patched to support xenomai, preempt-rt** 와 **Realtime compatible W5500 driver for SOEM on rpi가 명시되어 있습니다.
  - 즉, 단순히 SOEM을 가져다 쓰는 수준이 아니라, Raspberry Pi와 W5500 조합에 맞춰 실제 동작 가능성을 높인 구조입니다.

- **보드/커널별 branch 제공**
  - Raspberry Pi 0/1, 2/3, 4와 Xenomai/RT 조합별로 별도 branch를 안내합니다.
  - 이 점은 사용자가 자신의 환경에 맞는 조합을 선택하도록 배려한 것으로, 실험 재현성과 적용 편의성을 높입니다.

- **EtherCAT slave 정보 확인용 테스트 예제 포함**
  - `test/slaveInfo/` 경로에서 `slaveinfo wiz`와 `slaveinfo wiz -map` 실행 예시가 제공됩니다.
  - 이를 통해 연결된 slave 정보 및 PDO mapping 확인이 가능하므로, 실제 EtherCAT 네트워크 점검 및 디버깅에도 활용할 수 있습니다.

### System Architecture

- **제어 노드 계층**
  - Raspberry Pi가 전체 EtherCAT 네트워크의 master 역할을 수행합니다.
  - 상위 애플리케이션과 실시간 커널 환경 위에서 SOEM 기반 제어 로직이 실행됩니다.

- **네트워크 인터페이스 계층**
  - Raspberry Pi는 SPI 인터페이스로 연결된 **W5500 Ethernet chip**을 통해 EtherCAT 네트워크에 접속합니다.
  - 이 구조에서 W5500은 EtherCAT 프레임 송수신을 위한 유선 네트워크 인터페이스 역할을 담당합니다.

- **실시간 소프트웨어 계층**
  - 프로젝트는 **Xenomai 또는 PREEMPT_RT** 기반의 실시간 커널과, 여기에 맞게 패치된 **SOEM** 및 W5500 드라이버를 사용합니다.
  - 따라서 사용자 애플리케이션 → SOEM → W5500 드라이버 → EtherCAT slave 체인으로 이어지는 구조를 상정할 수 있습니다. 이는 README 정보를 바탕으로 한 구조적 해석입니다.

- **필드 디바이스 계층**
  - EtherCAT slave 장치들이 버스에 연결되며, 프로젝트에서 제공하는 `slaveinfo` 예제를 통해 연결된 slave 정보와 PDO mapping을 확인할 수 있습니다.

- **데이터 흐름**
  - 제어 애플리케이션 → SOEM master stack → W5500 기반 Ethernet 인터페이스 → EtherCAT slave 장치
  - slave 상태/매핑 정보 → master로 수집 → 테스트 도구를 통해 확인
  - 이 데이터 흐름은 README의 하드웨어, 소프트웨어, 테스트 예시를 기반으로 정리한 것입니다.

### Role and Application of the WIZnet’s Chip

- **사용 칩 : W5500**

- **네트워크에서의 역할**
  - 이 프로젝트에서 W5500은 Raspberry Pi와 EtherCAT 네트워크를 연결하는 **유선 Ethernet 인터페이스 칩**으로 사용됩니다.
  - README에 명시된 “Realtime compatible W5500 driver for SOEM on rpi”라는 표현은, W5500이 단순 TCP/IP용 부가 인터페이스가 아니라 실시간 EtherCAT master 동작을 위한 핵심 네트워크 경로**로 다뤄지고 있음을 보여줍니다.

- **적용 의미**
  - W5500은 일반적으로 임베디드 Ethernet 연결용으로 널리 알려져 있지만, 이 사례에서는 보다 높은 요구조건의 산업용 필드버스 제어 실험**에 적용됩니다.
  - 즉, WIZnet 칩이 단순 센서 네트워크나 웹서버 수준을 넘어서, 실시간 산업 통신 제어 환경의 일부**로도 활용될 수 있음을 보여주는 사례라고 볼 수 있습니다. 이는 README 내용에 기반한 응용 해석입니다.

### Market & Application Value

- 가장 직접적인 적용 분야는 **산업 자동화, EtherCAT 기반 모션 제어, 소형 생산 장비, 연구용 로봇 제어 플랫폼, 교육용 자동화 실습 시스템**입니다.

- 특히 Raspberry Pi를 활용한다는 점에서, 고가의 산업용 컨트롤러 대신 저비용 실험·프로토타이핑 플랫폼**을 찾는 개발자와 연구자에게 매력적인 구조입니다.

- EtherCAT은 서보 드라이브, I/O 모듈, 산업용 센서/액추에이터 제어에 널리 활용되는 만큼, 이 프로젝트는 “Raspberry Pi + W5500로 어디까지 가능한가”를 보여주는 실전형 참고 사례가 될 수 있습니다.

### WIZnet Strategic Value

이 사례는 WIZnet의 Ethernet 칩이 일반적인 IoT 연결을 넘어서, **실시간 제어와 산업용 네트워크 실험**까지 확장될 수 있다는 점을 보여줍니다.

특히 Raspberry Pi와 같은 범용 플랫폼에서 W5500을 활용해 EtherCAT master를 구성하려는 시도는, WIZnet 제품이 단순 connectivity 부품이 아니라 **산업 자동화 개발 플랫폼의 핵심 구성요소**로도 해석될 수 있음을 보여줍니다.

### Summary

`soem-w5500-rpi`는 Raspberry Pi와 WIZnet W5500을 활용해 **realtime EtherCAT master**를 구현하려는 오픈소스 프로젝트입니다. 공개 자료 기준으로 SOEM, 실시간 커널(Xenomai/PREEMPT_RT), 그리고 W5500용 realtime compatible driver를 결합해 EtherCAT slave를 제어하고 점검할 수 있는 구조를 제공합니다.

이 프로젝트의 강점은 **범용 SBC + WIZnet Ethernet 칩 + 오픈소스 EtherCAT stack**이라는 조합으로, 산업 자동화 및 로봇 제어 분야의 진입 장벽을 낮춘다는 점입니다. 반면 실제 양산 장비 수준의 검증 여부나 적용 범위는 별도 확인이 필요하지만, 적어도 공개 저장소 기준으로는 WIZnet 칩이 산업 네트워크 제어 실험에서 어떻게 활용될 수 있는지 잘 보여주는 사례라고 평가할 수 있습니다.

### FAQ

**Q1. 이 프로젝트는 어떤 프로젝트인가요?**
Raspberry Pi에서 W5500 Ethernet 칩과 SOEM을 사용해 realtime EtherCAT master를 구현하려는 오픈소스 프로젝트입니다.

**Q2. 어떤 하드웨어가 필요한가요?**
공개 README 기준으로 Raspberry Pi와 SPI 인터페이스의 WIZnet W5500 Ethernet chip이 필요합니다.

**Q3. 어떤 소프트웨어 환경을 사용하나요?**
Raspbian/Raspbian Lite와 함께, Xenomai 2.x/3.x 또는 PREEMPT_RT가 적용된 실시간 커널 환경을 전제로 합니다.

**Q4. SOEM은 어떻게 사용되나요?**
이 프로젝트는 SOEM을 기반으로 하며, README에는 Xenomai 및 PREEMPT_RT를 지원하도록 패치된 SOEM을 사용한다고 설명되어 있습니다.

**Q5. W5500은 어떤 역할을 하나요?**
W5500은 Raspberry Pi가 EtherCAT 네트워크에 연결되도록 하는 Ethernet 인터페이스 칩이며, 프로젝트에는 이를 위한 realtime compatible driver가 포함되어 있습니다.

**Q6. 어떤 Raspberry Pi 버전을 지원하나요?**
README 기준으로 Raspberry Pi 0/1, 2/3, 4 계열에 대해 커널 환경별 branch가 안내되어 있습니다.

**Q7. 테스트는 어떻게 하나요?**
`test/slaveInfo/` 예제를 이용해 연결된 EtherCAT slave 정보 확인과 PDO mapping 점검을 수행할 수 있습니다.

**Q8. 이 프로젝트는 어떤 분야에 적합한가요?**
산업 자동화, EtherCAT 학습, 연구용 로봇 제어, 소형 장비 제어, 실시간 네트워크 실험 환경에 적합합니다. 이는 공개 자료를 바탕으로 한 적용 분야 해석입니다.

### **Raspberry Pi-based EtherCAT Master with W5500 (SOEM + Real-time Linux)**

##### Summary

This project presents an open-source implementation of a **real-time EtherCAT master** using Raspberry Pi and the WIZnet W5500 Ethernet chip. By combining a Raspberry Pi board, the SPI-based W5500, and SOEM (Simple Open Source EtherCAT Master), the project is designed to control an EtherCAT network in a cost-effective and practical way. It also assumes a real-time Linux environment such as **Xenomai 2.x / 3.x** or **PREEMPT_RT**, making it suitable for industrial automation and motion control applications where deterministic timing and low latency are essential.

The key value of this project is that it demonstrates how a general-purpose SBC like Raspberry Pi can be used to build an EtherCAT master system at relatively low cost when paired with a proper real-time environment and a W5500-based Ethernet interface. Instead of relying on expensive industrial IPCs or dedicated controllers, developers can explore and prototype automation networks using open-source software and widely available hardware.

## Overview

`soem-w5500-rpi` is an open-source project that aims to implement a **real-time EtherCAT master** on Raspberry Pi using the **WIZnet W5500 Ethernet chip**. Based on the public README, the project combines a Raspberry Pi board, the SPI-based W5500, and **SOEM (Simple Open Source EtherCAT Master)** to control an EtherCAT network. In addition, it is designed not only for general Linux environments but specifically for real-time kernel environments such as **Xenomai 2.x / 3.x** or **PREEMPT_RT**, targeting industrial automation and motion control applications where cycle timing and latency are critical.

The significance of this project lies in showing that even with a general-purpose SBC like Raspberry Pi, it is possible to build a relatively low-cost EtherCAT master experiment and control system when a proper real-time environment is combined with a W5500-based Ethernet interface. Rather than depending on large industrial IPCs or dedicated controllers, this project serves as a useful reference for developers who want to build automation networks with open-source software and widely accessible hardware.

### Features

##### Raspberry Pi-based EtherCAT Master

This repository presents itself as a **real-time EtherCAT master for Raspberry Pi**.
Its purpose is clearly focused on using Raspberry Pi as the central control node of an EtherCAT network.

##### W5500-based SPI Ethernet Interface

The hardware section specifies the **WIZnet W5500 Ethernet chip with SPI interface**.
This is meaningful because the project uses a dedicated WIZnet Ethernet path for EtherCAT communication rather than relying on onboard Ethernet alone.

##### Support for Real-time Kernel Environments

The software requirements include **Xenomai 2.x / 3.x** or a **PREEMPT_RT patched kernel**.
Since EtherCAT requires cyclic frame processing and low latency, this indicates that the project is designed for real-time control rather than simple network testing.

##### Patched SOEM and W5500 Driver

The README mentions that **SOEM is patched to support Xenomai and PREEMPT_RT**, and that a **real-time compatible W5500 driver for SOEM on Raspberry Pi** is included.
This means the project is not just using SOEM as-is, but is structured to improve actual usability on the Raspberry Pi + W5500 combination.

##### Separate Branches for Board and Kernel Variants

The repository provides separate branches for Raspberry Pi 0/1, 2/3, and 4 with different Xenomai and RT combinations.
This helps users choose the setup that best matches their own hardware and kernel environment, improving reproducibility and usability.

##### Test Example for EtherCAT Slave Information

The `test/slaveInfo/` directory provides example commands such as `slaveinfo wiz` and `slaveinfo wiz -map`.
These examples allow users to inspect connected slave devices and verify PDO mapping, which is useful for debugging and validating an EtherCAT network.

## System Architecture

##### Control Node Layer

Raspberry Pi acts as the **master node** of the EtherCAT network.
SOEM-based control logic runs on top of the application layer and the real-time kernel environment.

##### Network Interface Layer

Raspberry Pi connects to the EtherCAT network through the **W5500 Ethernet chip** via SPI.
In this structure, the W5500 serves as the wired Ethernet interface for transmitting and receiving EtherCAT frames.

##### Real-time Software Layer

The project uses a **real-time kernel environment** based on Xenomai or PREEMPT_RT, together with a patched version of SOEM and a W5500 driver.
This allows the overall chain to be interpreted as:
**User Application → SOEM → W5500 Driver → EtherCAT Slave Devices**

##### Field Device Layer

EtherCAT slave devices are connected on the bus, and the provided `slaveinfo` example can be used to inspect slave information and PDO mapping.

##### Data Flow

**Control Application → SOEM Master Stack → W5500-based Ethernet Interface → EtherCAT Slave DevicesSlave status / mapping information → collected by master → checked through test tools**

This data flow is organized based on the hardware, software, and testing examples described in the project.

### Role and Application of the WIZnet Chip

##### Chip Used

**W5500**

##### Role in the Network

In this project, the W5500 is used as a **wired Ethernet interface chip** that connects Raspberry Pi to the EtherCAT network.
The description of a **real-time compatible W5500 driver for SOEM on Raspberry Pi** suggests that the W5500 is treated not as a simple TCP/IP accessory, but as a core network path for real-time EtherCAT master operation.

##### Practical Meaning

W5500 is widely known as an Ethernet connectivity chip for embedded systems, but in this case it is applied to a more demanding **industrial fieldbus control experiment**.
This shows that WIZnet chips can be used not only for sensor networking or embedded web servers, but also as part of a real-time industrial communication and control environment.

##### Market & Application Value

This project is directly relevant to **industrial automation, EtherCAT-based motion control, compact production equipment, research robotics platforms, and educational automation systems**.

Because it is based on Raspberry Pi, it is especially attractive to developers and researchers looking for a **low-cost experimental or prototyping platform** instead of an expensive industrial controller.

Since EtherCAT is widely used for servo drives, I/O modules, and industrial sensors and actuators, this project can serve as a practical example of how far a **Raspberry Pi + W5500** combination can go in industrial networking and control applications.

##### WIZnet Strategic Value

This case shows that WIZnet’s Ethernet chip can be extended beyond general IoT connectivity into **real-time control and industrial network experimentation**.

In particular, using the W5500 with a general-purpose platform like Raspberry Pi to build an EtherCAT master suggests that WIZnet products can be interpreted not only as connectivity components, but also as **key building blocks for industrial automation development platforms**.

### Summary

`soem-w5500-rpi` is an open-source project that aims to implement a **real-time EtherCAT master** using Raspberry Pi and the WIZnet W5500. It combines SOEM, a real-time kernel environment such as Xenomai or PREEMPT_RT, and a real-time compatible W5500 driver to provide a structure capable of controlling and inspecting EtherCAT slave devices.

The strength of this project lies in its combination of a **general-purpose SBC, a WIZnet Ethernet chip, and an open-source EtherCAT stack**, lowering the barrier to entry for industrial automation and robotics experimentation. While its validation for production-grade equipment may require further confirmation, it still provides a strong public example of how a WIZnet chip can be applied in industrial network control experiments.

### FAQ

**Q1. What kind of project is this?**

It is an open-source project that aims to implement a **real-time EtherCAT master** on Raspberry Pi using the W5500 Ethernet chip and SOEM.

**Q2. What hardware is required?**

A Raspberry Pi and a **WIZnet W5500 Ethernet chip with SPI interface** are required.

**Q3. What software environment does it use?**

It assumes **Raspbian or Raspbian Lite** together with a real-time kernel environment such as **Xenomai 2.x / 3.x** or **PREEMPT_RT**.

**Q4. How is SOEM used in this project?**

The project is based on SOEM, and it uses a version of SOEM patched to support **Xenomai** and **PREEMPT_RT**.

**Q5. What role does the W5500 play?**

The W5500 acts as the Ethernet interface chip that connects Raspberry Pi to the EtherCAT network, and the project includes a real-time compatible driver for it.

**Q6. Which Raspberry Pi versions are supported?**

The repository provides branches for **Raspberry Pi 0/1, 2/3, and 4**, depending on the kernel environment.

**Q7. How is testing performed?**

Testing can be done using the `test/slaveInfo/` example to inspect connected EtherCAT slave devices and verify PDO mapping.

**Q8. What applications is this project suitable for?**

It is suitable for **industrial automation, EtherCAT learning, research robotics control, compact equipment control, and real-time network experimentation**.

---

Source: https://maker.wiznet.io/sophia/projects/raspberry-pi-based-ethercat-master-with-w5500-soem-real-time-linux/