工业4.0面前，繁杂的多以太网协议如何破？|乐鱼全站(官方)网站/网页版登录入口/手机版APP下载

根据HMS公布2017年工业网络市场份额报告表明，工业以太网的增长速度比往年更加慢，增长率为22%。工业以太网现在占到全球市场的46%，而去年为38%。

在明确的通信中， EtherNet / IP和PROFINET份额仅次于，其中PROFINET主要市场在中欧，EtherNet / IP在北美占到主导地位，紧随其后的是EtherCAT、Modbus-TCP和Ethernet POWERLINK。众多以太网协议并存带给的困局制造商希望在系统范围内构建更加多的自动化流程，因而必需考虑到IT系统对于对外开放数据采访的市场需求，以及工业控制系统的动态拒绝。

工业以太网系统必须低确定性和可靠性。在许多工厂自动化应用于中，由于以太网具备更加高带宽且需要与企业网络链接，它已替代传统的串行“现场总线”相连，但是以太网本身不具备现场总线系统的确定性号召。

为解决这一容许，各主要工业OEM制订自己的以太网协议，自此沦为普遍用于的开放式标准：PROFINET、以太网/IP、EtherCAT、ModbusTCP和其他几种标准。其中一些协议与标准的TCP/IP以太网网络几乎相容，其他协议已改动数据链路、网络和/或传输层(OSI模型中的2-4层)以构建确定性性能。意外的是，产品制造商还并未达成协议完全一致的标准化的工业以太网标准；忽略，所处领域也是零散的，工厂部署的标准多达30种。

虽然这些协议可与标准以太网并存，但它们无法以确认的方式构建彼此互操作。许多领先的制造商早已定义了一个特定的工业以太网标准，以符合他们的市场需求，往往源于他们现有的其中一种基于串行的现场总线。大多数工业以太网标准必须一个分开的设备解决方案。

图1叙述了一种解决方案，其中还包括微控制器单元或微处理器单元和一个独立国家的工业以太网设备、媒体采访控制器。该MAC反对动态以太网帧处置，这在技术上称作“即时”或“直通”帧处置。因此，大多数工业以太网标准必须应用于专用的集成电路或FPGA来处置动态以太网帧处置。

让双以太网端口沦为工业器件的标配工业网络具备其独有拒绝，例如可信的数据传输和数据的时间实时，这些拒绝必须针对有所不同的应用于采行有所不同的网络协议，从而带给多协议传输如何密码的挑战。ADI公司发售的fido5000 REM互相交换芯片(有fido5100和fido5200两种型号)作为一种产品解决方案尝试解决问题多种以太网协议，其中fido5100反对除EtherCAT以外的各种主要工业以太网协议，而fido5200反对还包括EtherCAT在内的各种主要工业以太网协议。

fido5200反对还包括EtherCAT在内的各种主要工业以太网协议ADI公司的fido5000是一款具备两个以太网端口的动态以太网、多协议 (REM) 互相交换芯片。该产品的发售让两个端口沦为如今工业器件的标配，而未来的工业4.0应用于必需反对各种少见的网络拓扑，如线状和环状流形以及星形流形。

另外，它可以相连任何主机处理器，这让开发人员可以用于自己的处理器和他们选用的研发环境。右图表明了fido5000的所有这些可能性和功能。fido5000这些功能解决以太网多协议挑战REM芯片和处理器之间通过内存总线展开通信，以构建高性能、较低延后/较低晃动的工业以太网。内存总线还获取了使用PriorityChannel技术的主控模块。

ADI公司使用软硬件协同设计研发了这一过滤器技术。它保证来自以太网的关键数据获得及时处理，而受协议和网络利用率的影响，因此防止了非时间关键型数据流量的阻碍。

这意味著，来自动态地下通道的数据不会优先于普通网络数据获得处置。右图表明的就是PriorityChannel技术，图中有四个队列，可以在处置动态数据时展开微调。ADI PriorityChannel技术的概念反对定时器掌控和时间脆弱型网络，为工业4.0功能备份除了互相交换功能之外，fido5000还具备强劲的定时器掌控单元。定时器掌控单元设计用作构建各种工业以太网协议的实时机制。

通过四个专用输入或四个标准化输出/输入，可以构建输出捕猎等其他功能，也可以输入任何方波信号。这些端口皆必要与实时时间同互为。例如，它能以64位分辨率对四个输出末端中任何一处的边沿抵达砖墙时间砍。在输入末端，任何数字信号模式都可以与网络时间实时输入。

这意味著可以将用户的应用于与网络时间实时，周期时间甚至较低至将近31.25 -s。但fido5000的功能还不仅仅限于此，该芯片早已为将要来临的工业4.0作好了打算！fido5000反对时间脆弱型网络。未来基于时间脆弱型网络的工业以太网应用于的市场需求将需要符合运动控制或安全性等应用于十分严苛的动态拒绝。

时间脆弱型网络是由IEEE 802.1工作组定义的一组标准。它相容现有的标准以太网技术。

实质上，时间脆弱型网络定义了交换式以太网网络中用作时间控制数据路由的第一个IEEE标准。因此，IEEE 802系列标准中的确定性动态通信可以通过为几个网络组件上消息路径分解的公共时基和时间表来构建。除了单芯片fido5000，ADI同时还获取基于fido5000电路板级原始解决方案的RapID平台。RapID平台构建了所有少见的工业以太网协议，可精彩构建到非以太网现场设备中。

这使得现场设备需要符合工业4.0应用于的拒绝。少见工业以太网协议的构建皆早已过预先证书。

RapID平台另一个有意思的功能是动态构建的Web服务器。通过此功能，它容许用户很便利得加载和改动网络参数，输出及输入数据。fido5000 REM互相交换芯片和RapID平台早已为基于当前工业以太网标准和未来时间脆弱型网络标准的时间关键型应用于获取了较好的前提条件。基于fido5000的RapID平台可用作评估套件中。

fido5000 REM互相交换芯片和RapID平台早已为基于当前工业以太网标准和未来TSN标准的时间关键型应用于获取了最佳的前提条件。

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