赛灵思针对工业自动化简化实时以太网网络开发

2010-03-19 16:48:20来源: EEWORLD 关键字:Xilinx  FPGA  工业控制  自动化  以太网

      全球可编程逻辑解决方案领导厂商赛灵思公司(Xilinx, Inc. (NASDAQ: XLNX))日前在德国纽伦堡召开的 2010 年全球嵌入式展览会(Embedded World 2010)上推出业界首款专门针对工业自动化系统设计优化的特定市场目标设计平台。该平台基于赛灵思低成本低功耗 Spartan®-6 现场可编程门阵列 (FPGA),可加速实时以太网网络的开发,让让工业企业到工厂车间也能拥有高速连接和高可靠通信。

      赛灵思Spartan-6 FPGA 是一款具有高成本效益、高灵活性的可再编程解决方案,可取代专用标准产品 (ASSP) 或专用集成电路 (ASIC)方案。目前工业设备开发商能通过单个 Spartan-6 FPGA 轻松地在工业网络和自动化系统中集成多个以太网协议和定制处理算法。该款新平台提供了专为工业应用量身设计的完整开发环境,可支持网络网关或桥接器、可编程逻辑控制器(PLC)、机器视觉系统以及各种嵌入式控制系统等。赛灵思于3 月 2 日至 4 日在德国纽伦堡举办的 2010 年全球嵌入式展览会上展示了其工业自动化平台,并提供了现场应用演示。

      “2008 年,全球工业基础设施和有线网络产品市场的节点数量超过 500 万个,预计到 2013 年这个数量将以每年 10% 以上的速度增长 。新的制造业商业模式、积极主动的协作制造以及对节能和高成本效益的运营方式的需求正推动自动化技术和无所不在的工业网络相整合。” 赛灵思工业、科学和医疗市场营销总监 Mark Jensen 表示,“我们的 Spartan-6 FPGA 工业自动化平台不仅可以灵活地满足工厂车间和企业网络的不同需求,而且还具有可扩展性,可开发高度集成的自动化设备,同时保证实现能效和实时性能的最佳平衡。”

针对工业网络应用进行优化

      该款工业自动化目标设计平台通过 Spartan-6 FPGA 工业以太网套件提供了新一代可编程技术和智能设计方法。该工业以太网套件由赛灵思与安富利联合开发,具有全集成和高度可扩展等优异特性,并提供了对工业通信协议进行“开箱即用”设计所需的全部软/硬件。

      此款工业以太网套件包括安富利 Spartan-6 LX150T FPGA 开发板和采用业界标准 FPGA 夹层卡 (FMC) 规范的工业网络子卡 、Beckhoff 提供的第三方评估 EtherCAT 内核、ISE® 设计套件嵌入式版本软件环境以及 EtherCAT 目标参考设计。今后,工业以太网套件还会提供更多子卡和参考设计,有助于加快工厂车间自动化应用的设计速度,更迅速地投放市场。

      “安富利很高兴能为设计人员提供功能齐全的通用开发平台,帮助他们进行工业网络应用的开发。”安富利电子元件部(Avnet Electronics Marketing)全球技术市场营销副总裁 Jim Beneke 指出,“这款套件具有高度的灵活性和可扩展性,开发人员在探索设计方案时必然会体会到该套件的优势。”
 
EtherCAT目标参考设计

      工业产品开发人员可利用 32 位 MicroBlaze™ 软处理器、专用 DSP 模块和Spartan-6 FPGA 的低功耗特性来创建具备硬件处理能力的单芯片系统,以提高网络性能并实现出色的计算带宽,进而支持高级算法的实施。Spartan-6 LX150T 器件嵌入了集成存储器控制器、业界标准接口和功率优化的串行收发器,可通过单个或多个工业以太网协议设计方便地支持CAN 等传统网络标准,同时为基于 PCIe® 的网络提供桥接器。

      EtherCAT 目标参考设计以预编译或源代码形式提供。该参考设计可与基础板和工业网络子卡协同进行“开箱即用”,快速设置 EtherCAT 从器件用于 PC 自动化系统。例化的 EtherCAT 协议可用于评估 Spartan-6 FPGA 数据特性和性能,也能在 EtherCAT 主从设备之间发送和处理实时数据,便于我们根据系统需求修改 EtherCAT 软 IP 核评估版。(完整版的 EtherCAT 核可直接从 Beckhoff 公司购买。)参考设计还为开发人员提供了简便易用的优化环境,帮助他们实现独特的差异化 FPGA 设计。

可扩展的开发环境

      采用 Spartan-6 FPGA LX150T 基础板的 Spartan-6 FPGA 工业以太网套件采用双 FMC连接器简化多以太网和传统网络的开发工作。其中一个FMC 连接器用于集成工业网络子卡和特定市场接口,例如如双端口 10/100 以太网(支持 IEEE1588 功能)、双 CAN 物理层 (PHY) 和传统串行标准(RS-232、RS-485)等;而另一个 FMC 连接器则用来通过定制模块进一步扩展系统。这使得嵌入式软硬件工程师能够比采用 ASSP 和 ASIC 方案时更早地进行工业以太网协议的芯片技术评估、测试、设计和集成工作,并能在整个产品开发和生产过程中根据最新网络标准和专有算法方便地进行系统升级。

关键字:Xilinx  FPGA  工业控制  自动化  以太网

编辑:冀凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2010/0319/article_1040.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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