В связи с недавним развитием концепции «Индустрия 4.0», направленной на внедрение сетевых соединений на заводах для повышения эффективности, растет спрос на сетевые устройства с поддержкой промышленных сетевых протоколов, обеспечивающих обработку данных в реальном времени, функциональность шлюза протоколов, защищенную сетевую функциональность и поддержку протоколов сетевого резервирования для обеспечения высоконадежной и эффективной связи.
Из-за таких факторов, как временные ограничения и различия в технологиях управления сетями, существующие заводские сети состоят из полевых сетей, обеспечивающих связь между устройствами управления и другими устройствами, и сетей управления, обеспечивающих связь между устройствами управления и другими устройствами управления. Полевые сети требуют управления в реальном времени и используют промышленные сетевые протоколы реального времени, такие как EtherCAT®, EtherNet/IP™, ETHERNET Powerlink®, PROFINET®, Sercos® и CANopen®. В отличие от них, сети управления, которые отдают приоритет надежности, используют протоколы сетевого резервирования, такие как протокол быстрого связующего дерева (RSTP), протокол параллельного резервирования (PRP) и протокол непрерывного резервирования с высокой доступностью (HSR).
До настоящего времени в вопросе объединения этих двух типов сетей практически не наблюдалось прогресса, а это означало, что при разработке сетевых устройств необходимо было использовать компоненты, поддерживающие тот или иной из доступных протоколов.
Новая серия RZ/N была разработана в ответ на эту ситуацию как однокристальное решение, которое значительно упростит разработку промышленных сетевых устройств, обеспечивая поддержку как протоколов полевых сетей реального времени, так и протоколов резервирования управляющих сетей.
Основные характеристики новой серии RZ/N:
1) Многоядерная архитектура ARM со встроенным модулем R-IN (Примечание 1) и пятипортовым коммутатором Gigabit Ethernet для поддержки протоколов промышленных сетей и сетевого резервирования на одном чипе.
Новая серия RZ/N объединяет модуль R-IN с процессором ARM® Cortex®-M3 и пятипортовым коммутатором Ethernet с расширенными функциями управления сетью. Это обеспечивает как обработку коммуникационных данных в реальном времени, так и работу протокола резервирования. Модуль R-IN улучшает энергопотребление и производительность, снижает дрожание сигнала и уже успешно реализован в существующих продуктах, а также будет доработан в будущем. Серия RZ/N поддерживает различные протоколы промышленных сетей и сетевого резервирования на одном чипе.
2) Экосистема, поддерживающая разработку высокоэффективного программного обеспечения.
Чтобы помочь производителям систем в оценке, Renesas готовит ЦП-модули новой серии RZ/N, платы, оснащенные различными периферийными функциями, и комплекты готовых решений, включающие примеры программного обеспечения стеков протоколов и ОС от партнеров Renesas.
Кроме того, для упрощения внедрения промышленных сетевых протоколов, таких как EtherCAT®, EtherNet/IP™, Ethernet POWERLINK®, PROFINET®, Sercos® и CANopen® (Примечание 2), в новые устройства, компания Renesas сотрудничает с поставщиками протоколов, чтобы предоставить разработчикам систем стеки протоколов от PORT GmbH, TMG Technologie und Engineering GmbH, CANNON-Automata и Net Module, среди прочих.
Компания Renesas предоставит универсальный API уровня абстракции, обеспечивающий унифицированную поддержку различных промышленных сетевых протоколов без ущерба для производительности. Использование этого API позволит разработчикам систем комбинировать поддерживаемые протоколы по мере необходимости с минимальным влиянием на прикладное программное обеспечение и сократить время разработки промышленных сетевых устройств до 50% (Примечание 3). Кроме того, для поддержки разработки сложных приложений разработчики систем смогут использовать среды сборки, включая IAR Embedded Workbench® от IAR Systems, и операционные системы, включая Linux®, Wind River® VxWorks® и ThreadX® от Express Logic (Примечание 4).
3) Линейка продуктов, включающая три группы для масштабируемости от высокопроизводительных до низкопроизводительных решений.
Новая серия RZ/N обеспечивает масштабируемость за счет унифицированной архитектуры, поддерживающей широкий диапазон производительности. Системные разработчики могут выбрать процессор, отвечающий конкретным потребностям их приложений, зная, что они могут легко повторно использовать существующие программные ресурсы.
Группа RZ/N1D включает в себя два ядра ARM® Cortex®-A7 и подходит для высокопроизводительных приложений, таких как сетевые коммутаторы, ПЛК и шлюзы. Группа RZ/N1S включает в себя одно ядро ARM® Cortex®-A7 и предназначена для приложений среднего уровня, таких как нано-ПЛК и операторские терминалы. Наконец, группа RZ/N1L в основном подходит для таких приложений, как коммуникационные блоки для промышленного оборудования или ведомые устройства, такие как удаленные блоки ввода-вывода, что позволяет разработчикам систем создавать более компактные и экономичные устройства.
Компания Renesas позиционирует новую серию RZ/N как однокристальное решение, обеспечивающее поддержку основных промышленных сетевых протоколов и новейших протоколов резервирования, используемых в заводских сетях.
Основные технические характеристики серии RZ/N приведены в отдельном документе.
Доступность:
Образцы и комплекты решений для группы RZ/N1D будут доступны начиная с апреля 2017 года. Образцы и комплекты решений для групп RZ/N1S и RZ/N1L, как ожидается, будут доступны в первой половине 2018 года. Протоколы от партнеров Renesas по программному обеспечению также будут доступны начиная с апреля 2017 года.
Примечание 1) В состав модуля R-IN входит эксклюзивная интеллектуальная собственность (ИС) компании Renesas, а также интегрированы 32-разрядный микроконтроллер, ускоритель реального времени операционной системы и ускоритель Ethernet, что обеспечивает эффективную обработку сетевого программного обеспечения.
Примечание 2) Опора разворачивается последовательно.
Примечание 3) По состоянию на 6 марта 2017 г. На основе данных исследования компании Renesas.
Примечание 4) Компания Renesas предоставляет примеры кода для Linux, но все поддерживаемые операционные системы необходимо получить у их соответствующих владельцев
