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台湾瑞萨电子新款EtherCAT专用通讯SoC适用于工业自动化远端I/O从站设备
 

【CTIMES/SmartAuto 編輯部报导】   2016年08月30日 星期二

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台湾瑞萨电子发表EtherCAT专用的通讯系统单晶片(SoC)「EC-1」,为其最新可提升工厂生产效率的工业乙太网路解决方案。 EC-1主要是针对如感应器、控制器的从站设备,以及拥有通讯功能的I/O模组等应用而开发。

EC-1远端I/O解决方案能协助缩短EtherCAT介面开发时间达到约60%。
EC-1远端I/O解决方案能协助缩短EtherCAT介面开发时间达到约60%。

全新的EC-1可支援EtherCAT从站控制器开发-一个预期未来需求将会扩大的工业网路协定。为了能操作从站控制器,EC-1拥有以下特征:(1)EC-1远端I/O解决方案通过一致性测试工具的检测并能缩短开发时间达到约60%;(2)EC- 1能简化由低速序列式通讯转换到EtherCAT的过程;(3)已证明与十家生产商生产的主站设备之间具有良好的连接性。全新的EC-1简化了采用EtherCAT的适应过程,让使用者可以在更短的时间内著手开发如远端I/O等EtherCAT从站设备。

近年来随着「工业4.0」的崛起,提升工厂生产效率的需求持续增加。工厂中数据网路的应用愈来愈普及,而连接到网路的设备数量诸如制造设备等,正急遽上升中。以往在工厂中使用的工业网路是通过序列式通讯,此种方式相对于以乙太网路技术为基础的开放标准(包括EtherCAT,EthterNet/IP和PROFINET)来得缓慢。 EtherCAT可提供高效的数据传输系统,让高速度与高精度的生产控制成为可能。该技术的使用量正在增加,尤其是应用在工业机器人和半导体生产等需要高速度与高精度控制的从站设备(包括感应器和控制器)上。随着日本一家执业界牛耳的汽车制造商于近期宣布计划在其工厂中应用工业网路技术,此技术的普及化预期将会持续下去。

另一方面,新引入以EtherCAT为基础的网路需要全新的开发和评估过程。新系统的开发有多个阶段,其中包括选择合适的SoC、电路和布局设计等硬体设计工作、选取和采用应用处理软体及协定、功能和效能评估,以及测试连接到可程式逻辑控制器( PLC),或可程式自动化控制器(PAC)等主设备之间的连接性。这意味着客户需要投入可观的产品开发成本和时间。特别是与较慢的传统序列式通讯相比,工业用乙太网路把更大量的处理工作量放在中央处理器(CPU)上。这意味着用户会因为处理容量不足而不能继续使用他们现有的微控制器(MCU)和微处理器(MPU)。而重新评估中央处理器以至于其他部份的数据需求,将会造成现有系统的重大改变。而且新系统不一定能重新使用现有的软体资源,结果将会再度增加开发的时间和成本。

EC-1让用户改用全新的通讯协定而免去巨大的工作量,因此他们将可以专注在发展其应用本身。 EC-1将中央处理器和随机存取记忆体(RAM)集成在一片能管理所有EtherCAT通讯所需运算的晶片上。透过连接现有的系统到序列式介面,将现有系统升级成为支援EtherCAT的系统将变得很简单。此外,假设需要开发远端I/O系统,单单一个EC-1 SoC就足够兼顾应用程式处理和EtherCAT通讯。而对于最近有兴趣采用EtherCAT的用户,瑞萨电子则已经准备了一个远端I/O解决方案和多种针对EtherCAT远端I/O应用的软体范本。

瑞萨电子计划在台湾、中国、日本和其他亚洲市场积极推广EC-1,以协助客户缩短愈来愈普及的EtherCAT系统开发时间。 EC-1的样品目前已供货。 (编辑部陈复霞整理)

产品特色

(1) 通过一致性测试工具检测的远端I/O解决方案,能减少开发时间达到约60%

远端I/O解决方案包含远端I/O面板、软体、文件档案和电路图。它让用户可以立即着手开发EtherCAT从站设备,并能减少大约60%(注1)的开发所需实际工作小时数。远端I/O解决方案已经完成,可立即提供目标应用专案使为开发参考,而I/O面板的设计是直接采用与实际产品相同,在24伏特(V)电力供应下运作。用户在设计他们自己的产品时也可以参考所提供的电路图。软体范本都已经通过一致性测试工具检测。总括来说,这个解决方案将允许用户在很接近实际产品的设定下进行应用层面的开发

(2) 简化由低速序列式通讯到EtherCAT的转换过程

全新的EC-1透过连接现有的低速序列式通讯设备​​到序列式介面,以转换为EtherCAT支援系统。这允许用户将时间投入在开发应用上而非花大量时间人力更换通讯协定。加上软体范本中已包括了用于驱动马达设备的CiA402(注2)驱动程式,以及用于半导体生产设备,符合IEC 61800-7-201、IEC 61800-7-301、ETG.5003.1和ETG. 5003.0002协定的装置设定档(注3)。这让EC-1能透过从站设备生产商所提供的控制器、质量流量控制器、程序控制器和温度控制器等快速建立半导体生产用的内部控制系统。

(3) 与十家龙头生产商生产的主设备之间的良好连接性

本解决方案已证实能与大约十家生产商的主设备良好连接,高连接相容性让采用EtherCAT从站设备变得容易。加上在EtherCAT从站设备控制器之外,EC-1采用了专门用做即时运算、拥有FPU机能的ARMR CortexR-R4中央处理器。因此,EC-1确实是一个能够实现由外置A/D转换器截取类比资讯,并且透过网路传输至主站的最佳方案。

關鍵字: 通讯系统单晶片  SoC  工业乙太网路  EtherCAT  台湾瑞萨电子  系統單晶片 
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