Neue R-IN32M3-Serie unterstützt mehrere für die industrielle Ethernet-Kommunikation erforderliche Protokolle wie etwa CC-Link IE und EtherCAT

Renesas Electronics präsentiert seine industriellen Ethernet-Kommunikationschips der Serie R-IN32M3 mit Unterstützung für mehrere Kommunikationsprotokolle und kommt damit dem schnell zunehmenden Einsatz der industriellen Ethernet-Datenkommunikation nach.

Eines der wichtigsten Merkmale der R-IN32M3-Serie ist der Hochgeschwindigkeitsbetrieb, bei dem die grundlegenden Funktionen eines Echtzeit-Betriebssystems in der Hardware realisiert sind. Mit dieser Technik lassen sich Echtzeit-Reaktionen in höchster Geschwindigkeit sowie eine äußerst präzise Kontrolle der Datenübertragung für die industrielle Ethernet-Kommunikation implementieren. Weil die Hardware in der neuen R-IN32M3-Serie alle Operationen abdeckt, die eine hohe Belastung für die CPU bedeuten, ermöglicht die Kombination aus CPU und integrierter Realtime OS Offload Engine (HW-RTOS [ Anmerkung 1]) extrem schnelle Echtzeit-Reaktionen, die fünf- bis zehnmal schneller sind als bei einem herkömmlichen, in Software implementierten Echtzeit-Betriebssystem. Darüber hinaus lassen sich die durch Inkonsistenzen der Ausführungszeit bei einer herkömmlichen CPU-Verarbeitung verursachten Fluktuationen erheblich reduzieren: von einem Fünftel bis auf ein Zehntel des ursprünglichen Ausmaßes. Die neue R-IN32M3-Serie enthält eine integrierte ARM Cortex-M3 CPU (100 MHz). Die neuen Ethernet-Controller eignen sich für Industrial-Ethernet-Protokolle wie CC-Link IE [Anmerkung 2] und EtherCAT [Anmerkung 3] sowie für Control Area Network (CAN) [Anmerkung 4]. Letzteres Protokoll kommt häufig in der Industrie zum Einsatz. In Zukunft ist eine Unterstützung für den optischen Netzwerk-Standard SSCNET III/H [Anmerkung 5] geplant, die für ein höheres Maß an Leistung vollsynchrone Datenübertragung nutzt.

Der Markt für industrielle Ethernet-Datenkommunikation wächst schnell. Dieser erfordert eine schnellere Kommunikation zwischen einzelnen Geräten und ihre effiziente zentrale Steuerung. Der Grund für dieses Wachstum ist die zunehmende Notwendigkeit, die Produktionseffizienz in der Fertigung zu steigern und die Präzision der Maschinensteuerung zu verbessern. Verbesserte Hochgeschwindigkeits-Reaktionsfähigkeit in Echtzeit und eine Verringerung der Abweichungen bei der Verarbeitungszeit in der Datenkommunikation und Maschinensteuerung sind besonders wichtige Themen. Darüber hinaus spielen Kosteneinsparungen, reduzierter Stromverbrauch und erhöhte Sicherheitsmechanismen in diesem Bereich eine wesentlich wichtigere Rolle als in anderen Märkten. Die neu entwickelten Produkte der Serien R-IN32M3-CL und R-IN32M3-EC wurden speziell für die Marktanforderungen der industriellen Netzwerktechnik konzipiert.

Die wichtigste Produktmerkmale der Serie R-IN32M3

1) Integrierte Realtime OS Offload Engine (HW-RTOS) und Ethernet-Beschleunigungseinheit

Kommunikationsanwendungen für Industrial Ethernet müssen zahlreiche Tasks unterstützen, Hochgeschwindigkeits-Zeitsynchronisation behandeln und stromsparend arbeiten. Die Implementierung einer Echtzeit-Betriebssystem Datenverarbeitung in Hardware – die bisher eine erhebliche CPU-Last bedeutete – und die Ausführung gängiger Ethernet-Kommunikationsprotokolle (wie die Berechnung von Prüfsummen und die Sortierung von Headern) ermöglicht eine Steigerung der Verarbeitungsgeschwindigkeit auf das Fünf- bis Zehnfache. Der HW-RTOS-Treiber ist konform zu µITRON. Künftige Pläne sehen die Unterstützung weiterer Betriebssysteme vor.

2) Multi-Protokoll-Unterstützung (CC-Link IE, EtherCAT, EtherNet/IP, etc.)

Der R-IN32M3-CL mit Unterstützung für CC-Link IE enthält einen als Schaltkreis implementierten Slave-Controller für CC-Link IE Field. CC-Link ist ein 1 Gbps Industrial Ethernet-Kommunikationsstandard, der die höchste Bandbreite der Branche bietet. CC-Link wird von der CC-Link Partner Association vertreten, eine japanischen Organisation für die Förderung offener Netzwerke. Der R-IN32M3-EC mit EtherCAT-Unterstützung enthält einen Slave-Controller für den Industrial-Ethernet-Kommunikationsstandard EtherCAT. Beide Bausteine enthalten eine ARM Cortex-M3 32-bit RISC CPU (100 MHz), einen MAC (Media Access Control) mit einer für Industrial-Ethernet-Protokolle erforderliche 2-Port-Switch-Funktion mit geringerer Latenzzeit sowie großem On-Chip Speicher. Unterstützung durch Protokoll-Software für EtherNet/IP, FL-net und weitere Protokolle befindet sich in der finalen Entwicklungsphase. Neben Kommunikationsschnittstellen mit Unterstützung für Industrial Ethernet lassen sich auch Kommunikationsschnittstellen wie CC-Link, CAN, SPI (Serial Peripheral Interface) und UART implementieren. Damit können die Produkte der Serie R-IN32M3 auch als Gateway-Module für ein Industrial-Ethernet-Netzwerk eingesetzt werden.

3) R-IN32M3-CL mit 1 Gbps MAC und R-IN32M3-EC mit 10/100 Mbps EtherPHY

Der R-IN32M3-CL mit in Hardware implementierter Unterstützung für das Protokoll CC-Link IE enthält einen 1 Gbps Ethernet MAC und ermöglicht damit eine 1 Gbps Ethernet Datenkommunikation, für die lediglich ein zusätzlicher externer 1 Gbps Ethernet PHY benötigt wird. Im Gegensatz dazu enthält der R-IN32M3-EC einen 10/100 Mbps Ethernet PHY mit 2 Ports, so dass kein externer PHY benötigt wird. Damit lässt sich das Modul-Board kleiner auslegen. Der Kaufpreis für die Hardware ist bei beiden Varianten – mit externem oder internem PHY – ungefähr der gleiche.

Die wichtigsten Spezifikationen der R-IN32M3-Serie sind auf einem separaten Datenblatt abrufbar.

Verfügbarkeit

Muster der ersten Produkte aus der R-IN32M3-Serie, die Bausteine R-IN32M3-CL und R-IN32M3-EC, werden im Januar 2013 erhältlich sein. Der Start der Serienfertigung für die R-IN32M3-Serie ist für Juni 2013 geplant, die Fertigung wird im April 2015 voraussichtlich ein monatliches Volumen von 300.000 Einheiten erreichen (Änderungen bzgl. Verfügbarkeit ohne gesonderte Benachrichtigung vorbehalten).

Anmerkung 1

HW-RTOS nutzt eine spezielle Technologie auf der Basis der ARTESSO-Architektur von Kernelon Silicon.

Anmerkung 2

CC-Link IE ist ein Hochgeschwindigkeits-Feldnetzwerk, das eine simultane Abdeckung von Steuerung und Datenkommunikation auf Ethernet-Basis ermöglicht.

Anmerkung 3

Renesas Electronics verwendet EtherCAT-Technologie unter Lizenz. EtherCAT ist ein Kommunikationsstandard für Industrial Ethernet, der von dem deutschen Industriegeräte-Hersteller Beckhoff entwickelt wurde.

Anmerkung 4

CAN ist ein verbreitetes Feldbussystem, das in der ISO 11898 international standardisiert ist.

Anmerkung 5

SSCNET III/H ist ein Hochgeschwindigkeits-Motion-Netzwerkübertragungsstandard, der von der Mitsubishi Electric Corporation entwickelt wurde.

Hinweis

ARM ist ein eingetragenes Warenzeichen und ARM Cortex ist ein Warenzeichen der ARM Limited in der EU und anderen Ländern. Weitere, in dieser Pressemitteilung erwähnte Produkt- und Dienstleistungsnamen sind Warenzeichen oder eingetragene Warenzeichen der entsprechenden Inhaber.

• • 
    Renesas Electronics präsentiert Low-Power Industrial-Ethernet-Kommunikationschips mit integrierter Realtime OS Offload Engine

Weiterführende Links

• Orginalmeldung von Renesas Electronics Europe
• Alle Meldungen von Renesas Electronics Europe