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Flexible und kostengünstige Lösung für die Integration von Industrial Ethernet
Highlights
Das Industrial Ethernet Modul stellt dem Kunden eine universelle Schnittstelle für die Integration der verschiedenen Industrial Ethernet Technologien in seine Produkte zur Verfügung. Der Einsatzbereich ist überall dort, wo intelligente Geräte wie Antriebe, Frequenzumrichter, IO-Module, Ventile und andere Komponenten der Automatisierungstechnik mit Industrial Ethernet ausgerüstet werden sollen und bei denen Flexibilität und Erweiterbarkeit bei gleichzeitig überschaubaren Kosten im Vordergrund stehen.
Folgenden Industrial Ethernet Technologien werden unterstützt:
- EtherCAT (Slave Controller)
- EtherNet/IP (Adapter Device)
- Powerlink (Controlled Node)
- PROFINET RT (IO-Device)
- sercos (Slave Device)
Weitere Industrial Ethernet Technologien sind in Kürze verfügbar:
- Modbus/TCP (Server Device)
Funktionsbeschreibung des Industrial Ethernet Moduls
Das Industrial Ethernet Modul basiert auf einem Altera Cyclone III FPGA. Eine integrierte CPU übernimmt die Verarbeitung des Industrial Ethernet Protokolles und den Datenaustausch über die Hostschnittstelle. Es verfügt darüber hinaus über 8 MByte RAM zur Ausführung der Protokollsoftware und 2 MByte FLASH aus dem die Software und das FPGA-Design geladen werden.
Die Unterstützung der verschiedenen Industrial Ethernet Protokolle ist universell und flexibel realisiert. Hierfür kommt im FPGA ein für die jeweilige Technologie optimal geeigneter Industrial Ethernet Controller zum Einsatz.
Industrial Ethernet Modul - Blockdiagramm
Die beiden Ethernet Schnittstellen sind unabhängig voneinander herausgeführt, so dass unterschiedliche Topologien gemäß den verschiedenen Industrial Ethernet Standards realisiert werden können:
- Linientopologie für EtherCAT, Powerlink und sercos
- Sterntopologie für EtherNet/IP, Modbus/TCP und PROFINET
Das Industrial Ethernet Modul kann aufgrund der Flexibilität, welche die FPGA-Technologie dem Kunden bietet, und der universellen Implementierung der Ethernetanschaltung, einfach auf künftige Standards wie zum Beispiel Linientopologie für EtherNet/IP und PROFINET erweitert werden.
Über die offen gelegte Programmierschnittstelle auf der Host CPU, dem Ethernet Module Interface (EMI), kann der Kunde das Industrial Ethernet Modul einfach in sein bestehendes System integrieren. Das Gegenstück auf dem Modul ist der Bus Protocol Wrapper (BPW), der die Funktionen des Industrial Ethernet Protokolles soweit abstrahiert, dass der Anwender über das EMI seine Applikation unabhängig vom unterlagerten Netzwerk erstellen kann. Darüber hinaus hat er die Möglichkeit, protokollspezifische Features auch auf Applikationsseite zu nutzen.
Programmierschnittstelle des Industrial Ethernet Moduls - Blockdiagramm
Die Hostschnittstelle ist als allgemeine µC-Schnittstelle realisiert, alternativ steht ein Serial Peripheral Interface (SPI) zur Verfügung. Darüber stehen dem Modul und der Host CPU ein bis zu 16 kByte großer gemeinsamer Datenspeicher zur Verfügung. Der Datenspeicher ist physikalisch im FPGA als echtes Dual-Port-RAM realisiert um die Leistungsfähigkeit der Schnittstelle auch für performante Applikationen wie Servoantriebe oder schnelle IOs sicherzustellen.
Mit dem ebenfalls erhältlichen Evaluation Kit kann das Industrial Ethernet Modul direkt an ein Prozessormodul von Phytec (phyCORE-XC161) anschlossen werden. Damit ist diese Lösung sehr gut für ein Rapid Prototyping geeignet.
Das Industrial Ethernet Modul kann auf Wunsch vollständig im Rahmen eines Design-Ins in das Kundengerät integriert werden und bietet dann auch die Möglichkeit für kundenspezifische Anpassungen oder der Integration weiterer Komponenten oder Schnittstellen im FPGA.
Die technischen Details und Funktionen des Industrial Ethernet Moduls können sich ändern.