PROFINET オープンセミナー ASIC を使用した開発 開発セミナー 目次 2 PROFINET の実装 ASIC という選択 PROFINET 機器開発における課題 ASIC による課題の解決 ASIC の特徴ターゲットアプリケーション適用例ラインアップ ASIC 製品紹介 1
PROFINET の実装 3 PROFINET の実装手法 Ethernet ポート付きマイコン FPGA PROFINET 用 ASIC モジュール / プラグインボード PROFINET 機器に対する要求事項高速 省スペース 低消費電力 IRT を含む PROFINET 最新仕様の完全な実装 etc ASIC という選択 4 ASICを用いた PROFINET 機器の開発 ASIC は PROFINET の実装方法の一つ Ethernet ポート付きマイコン FPGA PROFINET 用 ASIC モジュール / プラグインボード PROFINET 機器を開発する上で ASIC を用いるメリット IRT を実装することが出来る動作実績のあるスタック ( 認証実績あり ) 省サイズ設計 低価格 ( システムコスト低減 ) 通信オフロード 2
PROFINET 機器開発における課題 5 PROFINET を実装実装するためのするための課題全てをてを自社開発自社開発するとなるとするとなると 専門知識専門知識が必要必要となる プロトコル実装 TCP/IP における Socket Interface のように フリーでアプリが公開されている訳では無い 仕様書を元に組む必要がある FA 独自の構成 バストポロジーの導入など コンシューマ向けの Ethernet interface とは異なる構成に対応する必要がある 市場投入の長期化長期化 社内社内リソースリソースの増大増大を招く 解決案のひとつとして PROFINET 対応 ASIC をご紹介紹介します ASIC による課題の解決 6 プロトコル実装済み Ethernet interface 部分にも専用コントローラを持たせる事で 高速処理が可能 プロトコルの仕様改正時は ASIC のアップデートで対応可能 FA 構成を考慮済考慮済み複数の Ethernet interface を持ち バストポロジーの導入を始めから想定している 少ない手間で PROFINET 実装可能! 3
ASIC の特徴 7 通信オフロード CPU 内蔵タイプであり プロトコル処理の大半を ASIC 上で実現出来るので ホスト CPU の負荷を必要としない 柔軟性 複数のプロトコルに対して 内蔵 CPU のファームウェアを交換するだけで対応可能 ハードウェアを交換する事無しに 御客様のニーズに答える事が出来る ターゲットアプリケーション 8 PLC 監視 制御センサ アクチュエータ モーション コントロールリアルタイム コントロール ネットワーク スイッチネットワーク管理 コントロール パネル 監視 制御 HMI インターフェース 4
ターゲットアプリケーション一覧 9 アプリケーション 用途 PROFINET 通信方式 PLC 監視 制御センサ アクチュエータ RT 通信 モーション コントロール リアルタイム コントロール IRT 通信 ネットワーク スイッチ ネットワーク管理 RT 通信 IRT 通信 コントロール パネル 監視 制御 HMI インターフェース RT 通信 適用アプリケーション例 10 PROFINET による FA ネットワーク構成例 参考 :PROFINETの主な特徴どんなイーサネット TCP/IP 通信ともとも共存可能プロキシ技術技術によりにより 既存既存のフィールドバスシステムフィールドバスシステムとのとのシームレスな統合統合が可能一般のフィールドバスシステムフィールドバスシステムよりもよりも高い機能範囲機能範囲と性能 5
ラインアップ 11 TPS-1, ERTEC200, ERTEC400 netx50, netx100, netx500 ERTEC200/400 仕様概要 1 12 32 ビット CPU ARM946 (Max.150MHz) ERTEC 200 ERTEC 400 LBU インタフェース IRT-Switch 搭載 (64 kbyte 通信用 SRAM 内蔵 ) PCI/LBU インタフェース選択可能 IRT-Switch 搭載 (192 kbyte 通信用 SRAM 内蔵 ) PHY を内蔵した 2 Ethernet ポート 4 x RMII or 2 x MII インタフェース 304Pin FPBGA (19mm /0.8mm Ball Pitch) パッケージ 6
ERTEC200/400 仕様概要 2 13 Ether コントローラ (10/100) 内蔵 SRAM Ether PHY DMA controller PCI GPIO 消費電力 (TYP) アプリケーション ERTEC200 2-port 64Kbytes 搭載 (x2) 搭載 45(parametrizable:32) 660mW (1.5V 系 ), 330mW(3.3V 系 ) I/O デバイス フィールドデバイス ERTEC400 4-port 192Kbytes なし (8KBtytes SRAM 搭載 ) PCI (V2.2) 32bit(66MHz),5V トレラント入力 32 (parametrizable) 450mW (1.5V 系 ), 265mW(3.3V 系 ) I/O コントローラ ERTEC200 ERTEC400 TPS-1 仕様概要 14 Internal CPU パラレルホスト I/F シリアルホスト I/F Ethernet/PROFINET インタフェース 32bit, 100MHz 動作, RAM 統合 8 ビットまたは 16 ビット最大メモリ空間 64KB( セグメンテーション可能 ) Intel/Motorola モード切り替え可能 対応フレームフォーマット Motorola, TI, National Microwire PHY 内蔵 2 ポート (100base TX/FX 対応 ) 供給電源 3.3V, 1.0V 消費電力 800 mw (TYP) 温度範囲 -45 ~ 85 パッケージ 196p FPGBA (15x15mm. 1.0mmピッチ ) 14 7
netx 50/ 100/ 500 仕様概要 15 netx 50 netx 100 netx 500 CPU ARM966E-S/200MHz ARM926EJ-S/200MHz MMU/ キャッシュ ARM926EJ-S/200MHz MMU/ キャッシュ SRAM/ROM 96K/64K 144K/32K 144K/32K ホストインターフェース 8/16/32bit DPM 16bit Ext. バス 8/16bit DPM 16bit Ext. バス 8/16bit DPM 16bit Ext. バス 通信チャンネル 2 PHY/ スイッチ / ハブ IEEE1588 3 PHY/ スイッチ / ハブ IEEE1588 4 PHY/ スイッチ / ハブ IEEE1588 ペリフェラル USB/UART/I2C/SPI GPIO/IO-Link/CCD USB/UART/I2C/SPI GPIO/PWM エンコーダ /ADC USB/UART/I2C/SPI GPIO/PWM/ エンコーダ /ADC/GDC ハウジング PBGA 19 19mm 324 ピン /1mm ピッチ PBGA 22 22mm 345 ピン /1mm ピッチ PBGA 22 22mm 345 ピン /1mm ピッチ アプリケーション例 通信インターフェースリモート IO 通信インターフェース低コストドライブマスタ機器 通信インターフェース HMI/PLC インテリジェントデバイス まとめ 16 ASICを用いることによっていることによって PROFINET 実装を容易容易に行うことができますうことができます プロトコル実装済みですので 専門知識を必要としません FA 独自のバストポロジーを考慮した構成になっています 本セミナーでは ASIC の製品として ERTEC TPS-1 netx をご紹介しました 詳細に関しては マイクロウェアにてご確認下さい 資料提供 KWソフトウエア株式会社ヒルシャー ジャパン株式会社ルネサスエレクトロニクス株式会社 8