Dynamische Rekonfiguration von Echtzeit-Ethernet-Standards mit harten Echtzeitanforderungen

In der Automatisierungstechnik werden die klassischen Feldbussysteme immer häufiger durch echtzeitfähige Ethernet-Varianten ersetzt. Dabei sind aus einer Vielzahl von Anpassungen des Ethernet-Protokolls die unterschiedlichsten Echtzeit-Ethernet-Standards entstanden, welche typischerweise nicht kompatibel sind. Die Einführung von Ethernet in der Automatisierungstechnik hat nicht wie erhofft, zu dem einen bzw. einer überschaubaren Anzahl an Kommunikationsstandards für alle Anwendungsfälle der Automatisierungstechnik geführt. Im Gegenteil, sowohl Hersteller als auch Anwender müssen sich mit einer immer höheren Zahl an Standards und komplexen Technologien befassen. Im Rahmen dieser Arbeit wird die Basisarchitektur für eine universelle Netzwerkkomponente vorgestellt, die es ermöglicht unterschiedliche Echtzeit-Ethernet-Standards zu unterstützen. Als Kernstück dieser Architektur werden moderne FPGA (Field Programmable Gate Array) Varianten betrachten, die eine dynamische Rekonfiguration unterstützen. In diesem Beitrag wird am Beispiel des Echtzeit-Ethernet-Standards PROFINET IO IRT gezeigt, dass durch partielle Rekonfiguration eine ressourceneffiziente Umsetzung vieler unterschiedlicher Standards in einer Netzwerkkomponente erreicht werden kann.