工业4.0

背景无论是工业4.0还是工业IOT（IIOT）系统都依赖于强健的通信网络，而HSR和PRP协议正是用来保证在关键基础设施上网络的可用性的，主要是因为这两种协议的应用可以在网络服务失败时保证0延迟的恢复时间。而可靠的以太网必然是可以接收很多工业自动化应用的，这种演变比较有说明力的一个例子就是国际电子技术委员会为了实现电力变电站的自动化（IEC62439-3条款4和5）而采用HSR以太网协议和PRP协议，这两个协议都提供零切换延迟时间，一边保证不会使传输帧在网络失败或强大的对网络监管层下丢失。此外，这两个协议都支持IEEE1588同步冗余路径。SoC-eIP与HSR/PRP协议forIIoTAPP近期，Avnet网站上出现了一篇题为“ZeroDowntimeindustrialIoTUsingProgrammablesSoCs”的新文章，这篇文章讨论了一个基于XilinxZynq-7000SoC（SoC可以为其提供灵活的解决方案）实现的SoC-e的IP设计，而这个IP可以连接到HSR（High-availabilitySeamlessRedundancy）环型网络和PRPparallelRedundancyProtocol）LAN（局域网），同时，这个IP也可以在IEC61850语境中作为一个网络桥来使用。最后，这篇文章还讨论了一个基于此IP的设计Demo，这个demo就是Avnet基于Zynq开发的MicroZed工业4.0以太网kit(MicroZedI4EK)。在文章的第一部分作者详细阐述了HSR和PRP协议的主要内容：PRP是在网络节点而不是在网络中上实现的，PRP节点有两个以太网端口，这两个端口都被称为DANs（DualattachedNodes），而每一个DAN以太网端口都可以连接到两个独立的以太网网络（LANA和LANB）之一上，这样就可以实现一个双冗余的网络拓扑结构，然后DANs可以通过两个网络发送相同的帧。不同于PRP协议，HSR冗余则需要依赖于通过一个环形网络的两个方向发送包文件来实现。图1：PRP冗余协议下图是文章中展示出的一个HSR环形网络拓扑结构方框图：图2：HSPExampleofringconfigurationforMulticastTraffic不过，如PRP一样，每一个HSR网络节点也有两个以太网端口，并作为一个HSR的双重附加节点连接到网络中。在HSR环形网络中，数据包需要向两个方向的节点传输，所以，当数据包连续传输到所有目的地时，一旦在网络的任何地方发生单断裂，都可以被探测到。方框图中的红盒子是一个常规的缺乏DANN网络连通性的以太网设备而配置的DANN适配器（对于只有一个以太网端口的设备，PRP协议也支持红盒子思想）。所以，IIoT工业系统中往往会同时实现HSR和PRP协议，以便可以增加网络协调的可靠性和安全性（所有这些特点在IIoT网络系统中都已明确表明）。在文章剩余部分主要描述SoC-e的HSR.PRP转换IP，这个IP是基于Avnet的MicroZedSOM上的ZynqSoC芯片中的可编程部分实现的，当然，MicroZedSOM也是AvnetMicroZedI4EK的一部分。总结关于以太网的实现往往比较复杂，对可靠传输的要求也比较高，但是为了保证可靠传输采取的策略也比较广泛，而上文中提到的这篇文章中，通过FPGA来实现保证以太网可靠传输的两个协议，并将其封装为一个IP的形式，确实可以将FPGA的优势应用的网络连接应用中，双方互利，不失为一种更好的实现方式。原文链接：https://www.eeboard.com/news/kit/搜索爱板网加关注，每日最新的开发板、智能硬件、开源硬件、活动等信息可以让你一手全掌握。推荐关注！【微信扫描下图可直接关注】科技早知道：一个字“乱”：你们耳机圈能不能不要太精彩！魅蓝Note6发布，搭载骁龙625并不是亮点，这个配置才是亮点！三星：Note7爆炸赖中国企业！网友：设计电路不对，无论找谁生产电池都一样会炸！想喝冰镇饮料，没有冰箱怎么办？那就做一个USB迷你电冰箱Raspberry-Pi机器海龟不仅可以排雷，还能用于外星探索

Maxim针对工业4.0应用推出MAX14913八通道高边开关和驱动器，帮助工业控制器设计者对感性负载进行安全地驱动与消磁。该器件的每路输出都具有独特、创新的安全消磁箝位电路，能够简单、可靠地将低压数字信号传输到24V输出控制线。对于大多数工业应用，工程师需要利用高边开关来控制感性负载。其中的挑战在于如何在开关打开以及电流停止时释放电感的能量。如果电感量较大，储存的能量较高，其产生的热量可能会对驱动器IC造成永久损坏。利用MAX14913的安全消磁功能，能够通过集成的箝位电路对任意感性负载进行安全放电和消磁。为实现更可靠的方案，器件能够提供开路和短路故障诊断，以及最常见的外部失效模式。器件提供同类产品最佳的传输延迟指标，实现更高的系统速度和吞吐量。与之前的方案相比，MAX14913省去了16个二极管，相应的空间缩小15倍。此外，器件具有八个640mA高边开关，并可针对高速开关应用配置成推挽驱动。MAX14913支持的应用包括可编程逻辑控制器(PLC)、运动控制单元、驱动器，以及其它工业和生产自动化应用。主要优势·系统速度：高达200kHz超高速开关切换，可将系统速度提高15倍以上;驱动24V(标称值)/36V(最大值)、最高0.5A的负载，并具有最小延迟。高可靠性：利用输出端集成的安全消磁箝位电路对任意感性负载进行安全驱动和消磁;每路输出具有1kV浪涌保护。小尺寸：业界最小的八通道高边驱动器，与市场同类方案相比，电路板空间缩小40%;支持紧凑、高密度I/O模块设计。·诊断功能：多重诊断功能可有效缩短停工时间，简化工厂故障检测流程。评价·“MAX14913是世界上最小且唯一集成了快速、安全消磁箝位电路的八通道高边开关，能够对任意感性负载进行放电和消磁。”Maxim工业和医疗保健事业部执行业务经理TonyPartow表示。搜索"爱板网"加关注，每日最新的开发板、智能硬件、开源硬件、活动等信息可以让你一手全掌握。推荐关注！【微信扫描下图可直接关注】相关阅读：全球最牛的智能硬件项目都来中国了，里面还有个撩妹神器