主流实时以太网技术比较.pdf
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1、主流实时以太网技术的比较 一、各个实时以太网技术概要summay of different RT-Ethernet tehcnologies 当前,工业实时以太网技术蓬勃发展,正在取代传统的现场总线技术(Profibus ,CAN,Interbus ,Fieldbus ,DeviceNet ,Modbus) ,市场 上出现了众多实时通信技术,本文对其进行了比较,这些实时以太网均建立在uS 级的循环周期上,而不列入ModBus TCP/IP、Ethernet TCP/IP这些 mS 级的通信技术,并且也不将非主流的以太网技术列入,纯粹在实时以太网这个领域里进行比较(这里的实时以太网遵循 INON
2、A 所提出的实时分类级别) 。 需要申明的是,本文仅提供一个全景式的概览,而非倾向性的描述,旨在客观公正的对各种技术的特点进行分析,以作为互相交流,不作 为选择网络技术的参考依据。 1.1ProfiNet IRT ProfiNet 提供了三个不同的版本,按照其实现和对应用的实时性支持能力为ProfiNet/Cba,ProfiNet RT,ProfiNet IRT,其中 ProfiNet/Cba是建 立在 Soft IP 基础上,采用交换机连接方式,由于交换机所带来的时间延迟,因此,无法支持较快的同步速度,ProfiNet 并不具备很高的实 时性,而 RT 也无法满足高速运动控制的需求,而Pro
3、fiNet IRT 则是设计为更快速的运动控制应用,因此,采用了专用的芯片来实现,这 使得其速度得到了大幅度的提高,系统抖动为1uS 。 目前 Profinet 已经开始大量使用,而ProfiNet IRT尚未正式得到大量使用. 1.2Ethernet POWERLINK 采用轮询方式,由主站MN 和 CN 构成,系统由SoC 开始启动等时同步传输,由主站为每个CN 分配固定时间槽,通过这一机制来实现实 时数据交换,同时也通过多路复用和节点序列方式来优化网络的效率,支持标准的Ethernet报文,应用层采用CANopen,Ethernet POWERLINK无需专用的芯片,并且可运行在多种OS
4、 上。 Powerlink多路复用技术 Ethernet Powerlink标准化组织EPSG 在 2007 年宣布放弃对Powerlink 所有专利的拥有, 从而使得 Powerlink技术成为了目前实时以太网 技术里第一个也是唯一一个” Open Source Technology” 这意味着加入Powerlink组织的成员均拥有此技术。 1.3SERCOSIII 通过主从结构的设计来实现数据交换,在一个SERCOSIII的数据中,主站与从站之间的数据包传输M/S 同步数据交换与CC 直接交叉通 信数据以及Safety 数据,由 Sync 同步管理机制来控制各种数据传输方式的进行。 1.4
5、EtherCAT ,采取一种所谓“数据列车”的方式设计,“边传输边处理”的方式按照顺序将数据包发送到各个从节点,然后再回到主站, 这样的话,任务的处理将在下一个周期里完成,主节点通常采用PC ,而从节点背板间采用LVDS- 低压差分驱动信号传输方式,可以达到 非常高的数据交换,但是,这同时也意味着从站需要特殊的硬件,ASIC 或 FPGA, 由于 EtherCAT 有 ASIC ,其并不主推FPGA 方案。 1.5Ethernet/IP CIP 采用消费者与生产者模式运行整个过程。 Ethernet/IP CIP 基于原有的Rockwell AB 的 DeviceNet,ControlNet的
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