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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

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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FPGAPROFINET用 ASICモジュール / プラグインボード

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ASIC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の開発開発開発開発

Ethernetポート付きマイコンFPGAPROFINET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

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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独自独自独自独自のののの構成構成構成構成

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。

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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

少少少少ないないないない手間手間手間手間でででで少少少少ないないないない手間手間手間手間ででででPROFINETPROFINET実装可能実装可能実装可能実装可能！！！！実装可能実装可能実装可能実装可能！！！！

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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。

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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

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9ターゲットアプリケーション一覧

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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、、、、既存既存既存既存の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とのシームレス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

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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

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11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 400ERTEC 200

32ビットCPU ARM946 (Max.150MHz)

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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-port192Kbytes

2-port64Kbytes

Etherコントローラ(10/100) 内蔵SRAM

ERTEC400ERTEC200

ERTEC200 ERTEC400

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TPS-1仕様概要

Internal CPU 32bit, 100MHz動作, RAM統合

パラレルホストI/F8 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 ×22mm345ピン/1mmピッチ

PBGA 22 ×22mm345ピン/1mmピッチ

PBGA 19 ×19mm324ピン/1mmピッチ

ハウジング

USB/UART/I2C/SPIGPIO/PWM/エンコーダ/ADC/GDC

USB/UART/I2C/SPIGPIO/PWMエンコーダ/ADC

USB/UART/I2C/SPIGPIO/IO-Link/CCD

ペリフェラル

4PHY/スイッチ/ハブ

IEEE1588

3PHY/スイッチ/ハブ

IEEE1588

2PHY/スイッチ/ハブ

IEEE1588

通信チャンネル

8/16bit DPM16bit Ext.バス

8/16bit DPM16bit Ext.バス

8/16/32bit DPM16bit Ext.バス

ホストインターフェース

144K/32K144K/32K96K/64KSRAM/ROM

ARM926EJ-S/200MHzMMU/キャッシュ

ARM926EJ-S/200MHzMMU/キャッシュ

ARM966E-S/200MHzCPU

netX 500netX 100netX 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。

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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

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