PROFINET
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ASICを使用した開発 2目次
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3 PROFINET Slideset 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
PROFINET
の実装
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 4ASIC
という選択
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 ASICをををを用用用用 いたいたいたいたPROFINET機器機器機器機器ののの開発の開発開発開発 Ethernetポート付きマイコン FPGA PROFINET用用用用ASIC モジュール/ プラグインボード ASICはPROFINETの 実装方法の一つ5 PROFINET Slideset
PROFINET
機器開発における課題
プロトコル プロトコルプロトコル プロトコル実装実装実装実装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独自独自の独自独自のの 構成の構成構成構成 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。 PROFINET PROFINETを実装ををををを実装をを実装実装するための実装実装実装実装するためのするためのするための課題課題課題課題 全 全 全 全 てをてをてをてを自社開発自社開発自社開発自社開発するとなるとするとなるとするとなると、するとなると、専門知識、、専門知識専門知識が専門知識がが必要が必要必要となる必要となるとなるとなる 全 全全 全 てをてをてをてを自社開発自社開発自社開発自社開発するとなるとするとなるとするとなるとするとなると、、専門知識、、専門知識専門知識専門知識がががが必要必要必要必要となるとなるとなるとなる 市場投入 市場投入 市場投入 市場投入ののの長期化の長期化長期化長期化、、、、社内社内社内社内リソースリソースのリソースリソースのの増大の増大増大を増大を招をを招招く招くくく 市場投入 市場投入 市場投入 市場投入のののの長期化長期化長期化長期化、、、、社内社内社内リソース社内リソースのリソースリソースののの増大増大増大増大をを招をを招招招くくくく 解決案 解決案解決案 解決案のひとつとしてのひとつとしてのひとつとしてのひとつとして 解決案 解決案 解決案
解決案のひとつとしてのひとつとしてのひとつとしてのひとつとしてPROFINETPROFINET対応対応対応対応対応対応対応対応ASICASICをご 紹介をごをごをごをごをご 紹介をごをご紹介します紹介紹介紹介紹介します紹介しますしますしますしますしますします
6
ASIC
による課題の解決
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。 プロトコル プロトコル プロトコル プロトコル実装済実装済実装済実装済みみみみ プロトコル プロトコル プロトコル プロトコル実装済実装済実装済実装済みみみみ PROFINET PROFINET FA FA構成構成を構成構成構成構成構成を構成を考慮済をををを考慮済を考慮済考慮済み考慮済考慮済み考慮済考慮済みみみみみみ 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。7 PROFINET Slideset
ASIC
の特徴
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。 通信 通信通信 通信オフロードオフロードオフロードオフロード 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。 柔軟性 柔軟性 柔軟性 柔軟性 8ターゲットアプリケーション
モーション モーション モーション モーション・・・・コントロールコントロールコントロールコントロール PLC ネットワーク ネットワーク ネットワーク ネットワーク・・・スイッチ・スイッチスイッチスイッチ コントロール コントロール コントロール コントロール・・・・パネルパネルパネルパネル リアルタイム・コントロール 監視・制御 センサ、アクチュエータ ネットワーク管理 監視・制御 HMIインターフェース9 PROFINET Slideset
ターゲットアプリケーション一覧
9 PROFINET Slideset アプリケーション アプリケーションアプリケーションアプリケーション 用途用途用途用途 PROFINETPROFINETPROFINETPROFINET通信方式通信方式通信方式通信方式
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 10
適用アプリケーション例
どんな どんなどんな どんなイーサネットイーサネットイーサネットイーサネットTCP/IP通信通信通信通信ともともともとも共存可能共存可能共存可能共存可能 プロキシ プロキシプロキシ プロキシ技術技術技術技術によりによりによりにより、、、、既存既存の既存既存のののフィールドバスシステムフィールドバスシステム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とのシームレスとのシームレスシームレスシームレス な なな な統合統合統合統合がががが可能可能可能可能 参考 参考参考 参考：：：：PROFINETのののの主主な主主ななな特徴特徴特徴特徴 PROFINETによるによるによるによるFAネットワークネットワークネットワークネットワーク構成例構成例構成例構成例11
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ラインアップ
TPS-1, ERTEC200, ERTEC400
netX50, netX100, netX500
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ERTEC200/400
仕様概要１
304Pin FPBGA (19mm□/0.8mm Ball Pitch) パッケージ 4 x RMII or 2 x MII インタフェース PHYを内蔵した2 Ethernetポート IRT-Switch搭載 （192 kByte通信用SRAM内蔵） 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 LBUインタフェース ERTEC 400 ERTEC 200
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ERTEC200/400
仕様概要
2
450mW (1.5V系), 265mW(3.3V系) 660mW (1.5V系), 330mW(3.3V系) 消費電力(TYP) なし（8KBtytes SRAM搭載） 搭載 DMA controller 搭載(x2) Ether PHY I/O コントローラ I/O デバイス、フィールドデバイス アプリケーション 32 (parametrizable） 45(parametrizable:32) GPIO PCI (V2.2) 32bit(66MHz),5Vトレラント入力 PCI 4-port 192Kbytes 2-port 64Kbytes Etherコントローラ(10/100) 内蔵SRAM ERTEC400 ERTEC200 ERTEC200 ERTEC400 14TPS-1
仕様概要
Internal CPU 32bit, 100MHz動作, RAM統合
パラレルホストI/F 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 シリアルホストI/F 対応フレームフォーマット
Motorola, TI, National Microwire Ethernet/PROFINET インタフェース 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)
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netX 50/ 100/ 500
仕様概要
アプリケーション例 通信インターフェース HMI/PLC インテリジェントデバイス 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 リモートIO PBGA 22 ×22mm 345ピン/1mmピッチ PBGA 22 ×22mm 345ピン/1mmピッチ PBGA 19 ×19mm 324ピン/1mmピッチ ハウジング USB/UART/I2C/SPI GPIO/PWM/ エンコーダ/ADC/GDC USB/UART/I2C/SPI GPIO/PWM エンコーダ/ADC USB/UART/I2C/SPI GPIO/IO-Link/CCD ペリフェラル 4 PHY/スイッチ/ハブ IEEE1588 3 PHY/スイッチ/ハブ IEEE1588 2 PHY/スイッチ/ハブ IEEE1588 通信チャンネル 8/16bit DPM 16bit Ext.バス 8/16bit DPM 16bit Ext.バス 8/16/32bit DPM 16bit Ext.バス ホストインターフェース 144K/32K 144K/32K 96K/64K SRAM/ROM ARM926EJ-S/200MHz MMU/キャッシュ ARM926EJ-S/200MHz MMU/キャッシュ ARM966E-S/200MHz CPU netX 500 netX 100 netX 50 16まとめ
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。 ASICをををを用用用用 いることによっていることによっていることによって、いることによって、、、 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 PROFINET PROFINET実装を実装実装実装実装実装を実装実装をを容易を容易ををを容易容易容易に容易に容易容易に行ににに行にに行行行うことができます行行行うことができますうことができますうことができます。うことができますうことができます。うことができますうことができます。。。。。。
