Diseñando con Protocolos de Ethernet Industrial Múltiple en la misma plataforma FPGA (III)

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Ecosistema de Ethernet Industrial

Las especificaciones de los estándar de Ethernet Industrial pueden obtenerse y las liceencias IP adquirirse de varios organismos de normalización. Algunos ejemplos de soluciones industriales son Cyclone III y Cyclone IV. También es posible obtener servicios para integrar funcionalidades de Ethernet en productos actualmente en uso.

Entre las compañías que ofrecen estas soluciones ponemos como ejemplo IXXAT, quien ofrece su Industrial Ethernet Module (IEM) que soporta múltiples protocolos IE basados en los FPGAs de Altera. La solución IEM es ideal para añadir rápidamente IE a un producto industrial o productos basados en fieldbus a cualquier estándar IE tal como EtherCAT. EtherNet/IP, Ethernet Powerlink, Modbus/TCP, PROFINET, y SERCOS III.

La solución de softing consiste en su Real-Time Ethernet Module (RTEM) con software que soporta múltiples protocolos IE tales como PROFINET, EtherCAT, EtherNET/IP, y Modbus/TCP en el mismo módulo basado en FPGA reconfigurable y flexible. El RTEM sirve como una solución piggyback (caja negra) para añadir capacidad IE a productos industriales o productos de puente de fieldbus al ambiente IE. Si diseñamos nuestra propia plataforma basada en FPGA, el MAC IP de protocolo-específico (si existe), el software stack de protocolo, y la interface de aplicación puede licenciarse de Softing. De nuevo, ambos métodos de diseño ofrecen la flexibilidad para soportar múltiples protocolos IE en la misma plataforma de hardware a través de un procesador embebido onboard y la reconfiguración del FPGA de la serie Cyclone.

Si se requiere solamente el protocolo de Ethernet  Industrial de EtherCAT, uniéndose al EtherCAT Technology Group (ETG) se requiere acceso a la especificación de EtherCAT y capacidad para licenciar el IP slave de EtherCAT y software de Beckhoff para comenzar el desarrollo. El ETG también comercializa un kit de evaluación de EtherCAT que puede usarse para evaluar o implementar EtherCAT de prototipo en FPGAs tales como las series de Cyclone. IP puede suministrarse como una configuración FPGA pre-construida o un componente IP configurable que puede integrarse fácilmente dentro del diseño FPGA.

SERCOS III se caracteriza por una interface de comunicaciones de alto rendimiento en tiempo real sobre Ethernet entre controles de movimiento, variadores servo digitales, y dispositivos (I/O) de entrada/salida. El protocolo SERCOS III estándar requiere un MAC personalizado para el cliente para alcanzar alto rendimiento y mantener compatibildiad con SERCOS I/II. Automata ha demostrado que protocolo SERCOS III en una plataforma de desarrollo de serie Altera Cyclone.

Bibliografía: Designing with Multiple Industrial Ethernet Protocols on the same FPGA Platform. By Jason Chiang, Senior Technical Marketing Manager, Altera Corporation