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Redundante Kommunikation für industrielle Automation: Zur Entwicklung aktueller stoßfreier Redundanzlösungen

Redundant communications
 
: Flatt, Holger

Atp-Edition 56 (2014), Nr.10, S.32-40
ISSN: 2190-4111
ISSN: 0178-2320
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer IOSB ()
Redundanzprotokolle PRP und HSR; Zeitsynchronisation; IEEE 1588; redundancy protocols; PrP; HSR; clock synchronization

Abstract
Dieser Beitrag präsentiert die Abbildung der Redundanzprotokolle PRP, HSR in Kombination mit IEEE-1588-Zeitsynchronisation auf eine konfigurierbare CPU/FPGA-basierte RedBox-Architektur. Kernfunktionen von PRP, HSR und IEEE 1588 werden auf ein Field Programmable Gate Array (FPGA) abgebildet. Die CPU setzt Steuerungsaufgaben um. Ein optionaler Standard-Switch-ASIC stellt die direkte Kommunikation zu den Netzwerkgeräten her. Frames geringer Größe werden vom FPGA bis zu zweimal schneller weitergeleitet als bei anderen Umsetzungen. Die Uhrzeitsynchronisation der RedBoxen erfolgt auf 30 ns genau. Die RedBox kann in zeitsynchronisierte industrielle Netzwerke integriert werden, um die Zuverlässigkeit der Kommunikation zu erhöhen.

 

This paper presents the mapping of the redundancy protocols PRP, HSR in combination with IEEE 1588 clock synchronization onto a con?gurable CPU/FPGA based RedBox architecture. Whereas core functions of PRP, HSR and IEEE 1588 are mapped onto the FPGA, a CPU executes the control parts of these protocols. A standard switch ASIC provides direct connection to several network devices. Minimum size frames are forwarded by the FPGA at up to twice the speed of other implementations. Connected PRP/HSR RedBoxes and an IEEE 1588 clock master synchronize to within 30 ns. The RedBox can be integrated into time-synchronized industrial networks in order to improve the communications reliability.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-309228.html