netX - networX on chip

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1 PROFIBUS & PROFINET Day 2011 PROFIBUS/PROFINET 機器を すぐに開発されたい方へ ~ 各種通信 I/F 選択と使い方 ~ ヒルシャー ジャパン株式会社伊藤和仁 2011 年 7 月 1 日 ( 金 ) 大阪 7 月 4 日 ( 月 ) 東京 ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

2 ヒルシャーが提供する製品群 フィールドバス及びリアルタイム イーサネットソリューション 開発環境の提案 ~ カスタム インターフェースまで ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

3 ヒルシャーのソリューション ベース テクノロジー netx テクノロジーの概要 産業用ネットワーク ( リアルタイム イーサネット & フィールドバス ) 対応 SoC 200MHz サイクルの 32-Bit CPU ARM 926EJ-S(netX100, 500) ARM 966E-S(netX50) コア及び PHY を内蔵し通信インターフェース用 CPU を別に用意する必要がない 内蔵のデュアルポートメモリ経由でホスト CPU のコンパニオンチップとしても動作 フィールドバスからリアルタイム イーサネットに至るまでの産業用通信が求める範囲を完全に実現 通信チャンネル (netx500=4ch, 100=3ch, 50=2ch) 毎に 2 つの専用 ALU( 制御装置 レジスタ クロックジェネレータ バス等を除いた一種の CPU) と特別な論理ユニットによって構成される専用コントローラを装備することにより マイクロコードの書き換えによって多種類のプロトコルに対応可能 ヒルシャーのアドバンテージ セントラルデータスイッチと独自のインテリジェンスを持ったコンフィグレーション フリーな通信チャンネルによる ハイエンド ネットワーク コントローラ この netx テクノロジーにより プロトコルに依存しない共通のソフトウェア インターフェースを実現した 産業用ネットワークソリューションを提供 ヒルシャー ジャパン株式会社 2011 年 5 月

4 netx シリーズ技術仕様比較 用途に合わせて選択できるチップ バリエーション New! netx 10: PROFIBUS スレーブ他低コスト機器に最適 ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

5 ヒルシャーのソリューション 組込みモジュール COMX ホストインターフェース : パラレル プロトコル : 実装済み 固定 Real Time Ethrnet COMX 100CA-RE/ ( バスコネクタ付き ) マスター又はスレーブ COMX 100CN-RE/ ( バスコネクタ付き ) マスター又はスレーブフィールドバス COMX 50CA-CCS : CC-Linkスレーブ ( バスコネクタ付き ) COMX 100CA(CN)-DP/DPM(DPS) : PROFIBUS-DPマスタ- 又はスレーブ COMX 100CA(CN)-DN/DNM(DPS) : DeviceNetマスタ- 又はスレーブ COMX 100CA(CN)-CO/COM(COS) : CANopenマスター又はスレーブ netic サイズ 70x30x20(15.9)mm ホストインターフェース : シリアルプロトコル : 付属 CDよりロード 入れ替え可能 NIC 50-RE : Real Time Ethernet NIC 50-DPS : PROFIBUS-DP Slave NIC 50-DNS : DeviceNet Slave NIC 50-COS : CANopen Slave NIC 50-CCS : CC-Link Slave サイズ 42x21x15mm ヒルシャー ジャパン株式会社 2011 年 7 月

6 ヒルシャーのソリューション PC 用インターフェース PCI マスター / スレーブ Compact PCI マスター / スレーブ PCI Express マスター / スレーブ Mini PCI マスター / スレーブ Mini PCI Express マスター / スレーブ PCI104 マスター / スレーブ PC/104 マスター / スレーブ Windows 以外のデバイスドライバー VxWorks, INtime, RTX, Linux, Windows CE 他 各プロトコル スタックは付属の CD よりファームウェアとしてカードにロードして使用 ファームウェアの書き換えは自由 サポートするすべてのフィールドバス及びリアルタイム イーサネットのプロトコル スタックを CD に同梱して納品されるため 効率的 経済的な開発用インターフェース オリジナル コントローラ チップ netx 技術により組み込みモジュール チップ ソリューション等 netx 技術応用製品ではすべて同じプロトコルスタックが実装済み インターフェース組み込み機器開発時にホスト PCB の製造前にソフトウエア開発に着手可能 ポイント ヒルシャー ジャパン株式会社 2011 年 5 月

7 ヒルシャーのソリューション プロトコル変換器 ( ゲートウェイ ) リアルタイム イーサネット (PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT, SERCOS-Ⅲ, Powerlink, Open Modbus/TCP) と フィールドバス (PROFIBUS DeviceNet, CC-Link, CANopen 等 ) 及び シリアル (RS232, 485, 422) のプロトコル変換器 nettap 種類のプロトコル変換に対応 ( 組み合わせの詳細は要問い合わせ ) netscript (rua) を使用して独自シリアル プロトコル作成も可能 ヒルシャー ジャパン株式会社 2011 年 5 月

8 ヒルシャーのソリューション リアルタイム - イーサネット開発キット PROFINET を初めとする 6 種類のリアルタイム イーサネット開発に必要なハードウェアとソフトウェアを一つにまとめた開発用キット Real Time Ethernet Development Kit ( 内容 ) PCI マスター 1 枚 ターゲット スレーブ 4 台. ネットワーク アナライザー 1 枚. イーサネットケーブル 5 本 コンフィグレーション ツール 他ソフトウェア 電源 マニュアル ヒルシャー ジャパンのテーブルトップデモで実物をご覧頂けます ヒルシャー ジャパン株式会社 2011 年 5 月

9 ヒルシャーのソリューション 6 カスタム インターフェース開発 製造 リアルタイム イーサネット及びフィールドバスのお客様仕様品の開発 製造を承ります 下記は提案例 開発設計費 + 試作品 5 個 : 200 万円 承認後量産準備費 : 150 万円 受注及び仕様確定後 8 週間以内 又は1,500 個までの生産単価に各 1,500 円追加 量産単価 10 個 ~ : 18,000 円 100 個 ~ : 14,000 円 1000 個 ~: 12,000 円 上記価格は目安となる参考価格です フィールドバス リアルタイム イーサネットの種類及び詳細仕様によって各価格は異なります * ご提案例見積条件 お客様指定のホスト コネクタは最大 350 単価アップ 弊社ドイツ本社又は弊社指定工場での生産となります EMC 試験 各種規格等の承認 ( 例 :UL) プロトコルのコンフォーマンス試験等は別途費用が必要 価格は全て税別です 別途輸送費用が発生いたします 為替変動等により上記価格は異なってまいります 正式見積は弊社営業担当までお問い合わせください 基板サイズ :25~50cm 2 ヒルシャー ジャパン株式会社 2011 年 5 月

10 ヒルシャーの製品区分概要 ヒルシャー ジャパン株式会社 2011 年 5 月

11 ご採用後の開発 評価フローチャート ヒルシャー ジャパン株式会社 2011 年 5 月

12 PROFIBUS-DP PROFIBUS-DP 開発環境提案例 PC マスター Class-1 or 2 PCI PC- スレーブ -1 PCI 1 CIFX 50-DP/+ML 2 CIFX 50-DP スレーブ- 2 3 CB-AB32-DPS PROFIBUS 開発 評価用ボード PC- スレーブ -3 PCI PC- マスター Class-1 or 2 PCMCIA 7 CIF 60-PB 4 COMX-CA-DPS + PCI アダプタ (5 + 6) ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

13 PROFINET 開発環境提案例 1 CIFX 50-RE/+ML 3 CIFX 50-RE デスクトップ PC マスター 2 NXIO 50-RE/CL スレーブ-1 デスクトップPC スレーブ -2 ( 診断対象機器 ) ( 注 ) 画像の一部が実物と異なります ( 注 ) 画像の一部が実物と異なります 2 NXIO 50-RE/CN スレーブ -3 診断データ収集用 PC 4 NXANL 50-RE ネットアナライザー スレーブ -5 2 NXIO 50-RE/CR スレーブ -4 5 COMX-CA-RE/PNS ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

14 最新産業用ネットワークに対応する為のベーステクノロジー netx networx on chip ネットワークス オン チップ リアルタイム イーサネット & フィールドバス対応 SoC netx ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

15 netx 100/500 ブロック ダイアグラム ハイパフォーマンス 32Bit / 200 MHz ARM 926EJ と様々な特徴 : RS232 USB ser. EPROM I/Os Ethernet Fieldbus Ethernet Fieldbus Fieldbus Motor Fieldbus netx 100 はフィールドバス 1 チャンネル及びモーションコントロール向けの AD コンバータと PWM の他に SDRAM, RAM, フラッシュ用のメモリコントローラを兼備えています UART UART UART USB SPI I2C GPIO PHY xmac xpec RTE PHY 詳細 : 次スライド xmac xpec xmac xpec PWM ADC xmac xpec netx 500 は追加フィールドバスを提供 グラフィックコントローラ用に Windows CE に対応します データスイッチは CPU ARM 926EJ フィールドバス / イーサネットコントローラ xmac/xpec グラフィック及びホストコントローラが同時に個別メモリエリアとペリフェラルにアクセスする事を可能とします IEEE 1588 SysTime バッテリバックアップ RTC Timer IRQ 32 KB RAM 32 KB RAM 32 KB RAM 32 KB RAM 16 KB RAM 32 KB ROM Data Switch メモリコントローラ キャッシュ I/D 16/8 KB エクステンション DPM ARM926EJ +MMU GDC 8KB TCM JTAG/ETM9 netx 100 ハイエンド通信インターフェース netx 500 通信コントロール HMI SDRAM FLASH ホストペリフェラル ディスプレイ デバッグ ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

16 リアルタイム イーサネット Ethernet Channel 1 Ethernet Channel 2 PHY PHY IEEE 1588 Timestamp IEEE 1588 HUB xmac xmac xpec Switch Memory xpec ARM Memory ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

17 イーサネット / フィールドバス用 I/F 回路構成例 HOST netx 16 Bit DPM XM0_IO PHY0_TXP PHY0_TXN PHY0_RXP Link TX/RX TXP TXN RXP Ethernet Channel 1 PHY0_RXN RXN Power on Reset POR XM1_IO PHY1_TXP Link TX/RX TXP 25 MHz XTI XTO PHY1_TXN PHY1_RXP PHY1_RXN TXN RXP RXN Ethernet Channel 2 Serial EPROM SPI XM2_IO XM2_TX XM2_RX RX/TX GND Fieldbus Channel 3 FLASH SDRAM 16/32 Memory XM3_IO XM3_TX XM3_RX RX/TX GND Fieldbus Channel 4 Protocol SPI Memory Ethernet Systems 1 MB 8 MB SDRAM Fieldbus Slave 128 KB Fieldbus Master 512 KB FLASH ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

18 HMI 用高度集積シングルチップ ソリューション HMI netx LCD FLASH SDRAM Power on Reset 16/32 Bit Memory POR AD1_IN2 AD1_IN3 + + TFT / STN max. 640 x Bit Colour Touch 25 MHz XTI XM3_IO NLAS44599 Analog Switch for Touch Control XTO RTC_XTI GPIO Softkeys KHz SD CARD RTC_XTO SPI XM0_IO PHY0_TXP PHY0_TXN PHY0_RXP Link TX/RX Ethernet Channel 1 Compact FLASH Card 16 Bit Extension Bus PHY0_RXN XM1_IO PHY1_TXP Link TX/RX USB USB_DPOS USB_DNEG PHY1_TXN PHY1_RXP PHY1_RXN Ethernet Channel 2 UART_TXD XM2_IO IL485 RS232C UART_RXD UART_RTS XM2_TX PROFIBUS or other Fieldbus UART_CTS XM2_RX ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

19 netx 50 ブロック ダイアグラム RS232 USB ser. EPROM I/Os 8 IO-Ports Ethernet Fieldbus Ethernet Fieldbus Fieldbus Motor Fieldbus PHY PHY UART UART UART USB SPI I2C GPIO IO- Link xmac xpec RTE xmac xpec xmac xpec PWM ADC xmac xpec IEEE 1588 SysTime CCD RTC Battery backup Timer IRQ 32 KB RAM 32 KB RAM 32 KB RAM 32 KB RAM 16 KB RAM 64 KB ROM 32 KB ROM Data Switch Memory Controller Cache I/D 16/8 KB Extension 32 Bit DPM DPM ARM926EJ ARM926 ARM966 +MMU DMA GDC 16KB 8KB TCM ETM9 CCD-Sensors SDRAM Flash Host Peripherals Display Debug ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

20 netx シリーズ技術仕様比較 用途に合わせて選択できるチップ バリエーション New! netx 10: PROFIBUS スレーブ他低コスト機器に最適 ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

21 実装及び周辺ソフトウェア ホストアプリケーション ネットワークコンフィグレーション アプリケーション デュアルポートメモリ ( ハードウェア ) デュアルポートメモリ ドライバユーザーインターフェース タスク オペレーティングシステム プロトコルスタック HAL: ハードウェアアブストラクションレイヤ Other Networks 通信コントローラ xmac / xpec ( ハードウェア ) ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

22 SYCON.net によるコンフィグレーション SYCON.net ソフトウェアは netx 上での簡単なコンフィグレーションとフィールドバス又はリアルタイム イーサネットの診断を可能とします netx はマスタ又はスレーブとなります セットアップ段階でコンフィグレーション ファイルが作成され netx 上で動作するアプリケーションに提供されます SYCON.net の Active-X 技術が OEM ソフトウェアへの統合を可能にします FDT/DTM 対応コンフィグレーションツール XML / COM インターフェース netx マスタは SYCON.net によってコンフィグレーションされます ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

23 netx ソフトウェア開発 評価ボード 診断 & アナログ IOs RS232 IOs フィールドバスプラグインモジュール MMC ホスト I/F PCI アダプタカードドライバ開発用 USB ポート Hitex Tantino USB デバッガポート USB 診断ポート リアルタイムイーサネット HiTOP ソフトウェア開発パッケージ完全版ボード搭載タイプ スタータキット 24V 電源 ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

24 開発用ドキュメント / 技術サポート テストボード 回路図 部品表 テストレポート netx インサイダーズ ガイド : 設計者用ハンドブック 各種アプリケーション イグザンプルの提供 電話及びメールによる充実した技術サポート フェース トゥ フェースによるワークショップ ( 有償 ) ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

25 nettap プロトコル変換器 nettap 100 マルチ プロトコル対応ゲートウェイ フィールドバス リアルタイム イーサネット シリアル に対応したプロトコル変換器 ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

26 対応する主なネットワーク プロトコル フィールドバス PROFIBUS-DP CANopen DeviceNet CC-Link リアルタイム イーサネット Modbus TCP EtherNet/IP PROFINET IO EtherCAT SERCOS-Ⅲ Powerlink シリアル ASCII Modbus RTU netscript(lua ベース言語 ) によるカスタム プログラミング ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

27 技術ハイライト フィールドバス RTE 変換 フィールドバス フィールドバス変換 シリアル フィールドバス変換 シリアル RTE 変換 クライアント / サーバー - マスター / スレーブ 処理時間 10ms コンフィグレーション ツールは一種類 簡単なセッティング 130 種類のプロトコル変換をサポート ( 変換可能プロトコルを逐次アップデート ) ファームウェアのロードによる独立性 netscript によるフリープログラミング ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

28 nettap 100 を使用したネットワーク変換例 CPU CPU マスター ユニット コントローラー / マスター (PLC, PC 他 ) PROFINET PROFBUS の場合の解説 PROFINET ネットワーク 一次側 ( 上位 ) ネットワーク nettap 100 PROFINET スレーブ CPU PROFIBUS マスター ( 周期データ ) この図のように NT 100 の場合 イメージ的にマスターとスレーブの組み合わせが逆になります つまり 一次側ネットワークがスレーブで二次側ネットワークがマスターとなる組み合わせが必要となります 二次側 ( 下位 ) ネットワーク PROFIBUS ネットワーク CPU PROFIBUS CPU PROFIBUS CPU PROFIBUS スレーブ機器 スレーブ機器 スレーブ機器 プロトコルによって一次側 ( スレーブ ) のみサポート ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

29 nettap 100 組合せ提供状況 二次側ネットワーク プロトコル ASC RTU* NSC DPS COS DNS CCS DPM DNM COM DPM DNM COM EIM PNM ECM ECS EIS S3S PNS OMB* PLS DPS COS DNS 一次側ネットワーク プロトコル 130 種類のプロトコル変換組合せを提供 - 提供中 not applicable *client/server,master/slave xxm master, xxs - slave ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

30 コンフィグレーション ツール SYCON.net の特徴 設定 メンテナンス 診断が一つのツールで可能 一次側と二次側 両方のネットワークを同時進行でコンフィグ レーションが可能 nettap 100 のプロトコルはファームウェアをロードすることにより独立性が確保されています I/O データ マッピング シンボル / タグエディター netscript プラグ イン FDT/DTM ベース ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

31 シンプルな I/O データ マッピング 一次側ネットワーク 二次側ネットワーク I/Os + シンボル ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

32 シンプルな I/O データ マッピング 1. 選択 2. 選択 3. マッピング アウトプット インプット簡単にセッティング! 3. ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

33 nettap 100 お客様のアドバンテージ 標準プロトコル スタックの使用 多くのアプリケーションで豊富な実績 簡単なコンフィグレーション ネットワーク構成に関わる時間の低減 すべての主要な産業用ネットワーク プロトコルをサポート 選択可能範囲の拡大 標準プロトコルの為のプログラミングを必要としない 開発時間の低減 カスタマイズがオープン 数種のシリアル プロトコルの為のプログラミングが可能 ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

34 ネットワーク アナライザー netanalyzer リアルタイム イーサネットの遅延 & ジッタ計測 PCI カード (TAP 内蔵 ) 4ch で 2 個のイーサネット接続をキャプチャ ( 全二重データ ) イーサネットフレーム用タイムスタンプ ( 解像度 10ns) アナライザ ソフトウェア用 IO イベント信号 Wireshark によるデータ解析用オープン WinPcap ファイルフォーマット 各リアルタイム イーサネットに対応 PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT, SERCOS-Ⅲ, Powerlink ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

35 ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

36 Project: PROFIdrive Profil Hilscher offers its base implementation of the PROFIdrive profile in source code free of charge and moderated the development to the quasi-standard reference implementation in drive technology There is no better way for a drive to get a profile ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

37 PROFINET PROFIBUS デモ概略図 タッチパネル PROFINET 側 IPC PROFINET IO コントローラ IO 送受信アプリ CIFX Test SYCON.net CIFX 50-RE/+ML Wireshark アナライザ netanalyzer PROFIBUS 側 ノート PC JTAG デバッガフラッシングツール Tantino BootWizard netic モーター シリアル I/F モジュール PROFINET IO デバイス NXHX 50-RE netx 開発ボード PROFINET IO デバイス nettap 100 (PNS-DPM) ゲートウェイ PROFINET IO デバイス PROFIBUS-DP マスター NXHX 50-RE + NXHX-DP netx 開発ボード PROFIBUS-DP スレーブ PROFINET PROFIBUS ゲートウェイ (nettap 100) PROFINET IO コントローラ PC カード (CIFX 50-RE) netx 開発ボード (NXHX 50: PROFINET / PROFIBUS) JTAG I/F 各種ツール ( コンフィグレータ / FDT コンテナ / RTE アナライザ ) PROFINET スレーブは IRT 対応 USB Line ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

38 各種オープン ネットワーク対応様々なプラットフォームを選択可能 全ての主要フィールドバス ( マスタ / スレーブ ) をサポート産業用通信の技術パートナーとして OEM 組込みモジュール ASIC PC インターフェースカード ゲートウェイ 共通 且つ 使いやすい 実績 ある API ファームウェア ドライバ コンフィグレーション ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月

39 有難うございました ご質問がありましたら 遠慮なくお問い合わせ下さい ヒルシャー ジャパン株式会社東京都新宿区新宿 YKB 新宿御苑ビル 3F TEL: FAX: ( 営業 ): ( 技術サポート ): Web: jp ヒルシャー ジャパン株式会社 Page 年 7 月