EtherCAT Evaluation Kit
SLAVE
Evaluation Kit – EL9800 V3
Le seguenti opzioni sono disponibili
- SPI-Interface
- SPI-Interface con PIC
- 32 Bit digital
- μ-Controller Interface
Evaluation Kit – EL9800 V3
La Evaluation Board EL9800 è alimentata
con la 24V DC (J200)
Tutte le altre tensioni sono derivate (12V, 5V, 3.3V)
Evaluation Kit – EL9800 V3
Le funzioni di debug, per FPGA, sono
attive tramite il connettore J203
I connettori J202 e TP202 riportano i medesimi
segnali. In questo modo è possibile analizzare
le misure dei segnali senza ritardi
Evaluation Kit – EL9800 V3
Modi Operativi Selezionabili
Position
Process Data
0
OFF
1
8/16 Bit μ-Controller
2
32 Bit digital interface - 32 Inputs
3
32 Bit digital interface - 32 Outputs
4
32 Bit digital interface - 16 In / 16 Out
5
32 Bit digital interface - 24 In /8 Out
6
32 Bit digital interface – 8 In/ 24 Out
7
PIC (SPI)
8
SPI
Evaluation Kit – EL9800 V3
Configurazione I/O digitali senza host control
Position
Process Data
Port A
Port B
Port C
Port D
IN
IN
IN
IN
OUT
OUT
OUT
OUT
2
32 In
3
32 Out
4
16 In/ 16 Out
IN
IN
OUT
OUT
5
24 In / 8Out
IN
IN
IN
OUT
6
8 In / 24 Out
IN
OUT
OUT
OUT
E’ possibile configurare tramite lo switch SW904
i segnali di Watch Dog
Evaluation Kit – EL9800 V3
μ-Controller con interfaccia 8 /16 bit data
8/16 Bit µC Interfaccia
Demultiplexed
Intel Signal Types
Polarity configurable (BUSY, INT)
Standard µC: Intel 80x86, Infineon
80C16x, Hitachi SH1, ST10, ARM, TI
TMS320 Series, …
Evaluation Kit – EL9800 V3
Configurazione con host control mediante la PIC onboard
PIC24HJ128 Microchip integrata
EEPROM : AT24C16A è connessa alla
PIC tramite I²C-Interface
Evaluation Kit – EL9800 V3
Serial – Interfaccia (SPI)
µC è Master SPI
Tipici µC: Microchip PIC, DSPic, Intel 80C51,
…
Velocità Max 10 MBaud
Evaluation Kit – EL9800 V3
•Gestione dei segnali DCs:
Syncs
Latches
Evaluation Kit – EL9820
La Piggyback FB1111- 0142 implementa, tramite l’ASIC ET1100,
una interfaccia per slave EtherCAT per la gestione dei segnali
Digitali.
Evaluation Kit – FB1111-014X
Evaluation Kit – FB1111-014X
EtherCAT PiggyBack controller board FB1111-014X :
- ET1100 - ESC
- 1 EEPROM
- 2 porte EtherCAT
- 3 varianti con differenti interfaccie PDI : digital IO, SPI Microcontroller
Evaluation Kit – FB1111-014X
Product Code
Sub Code
PDI Interface
Comment
FB1111
0140
μController
16/8 bit asynchronous
Microcontroller
FB1111
0141
SPI
Serial Peripheral
FB1111
0142
Digital IO
32 bit In/Out digital
EtherCAT Evaluation Kit – EL9803
L’adapter EL9803 permette l’utilizzo di
tutte le modalità di interfaccia in
combinazione con la FB1111-0142
- μC,
- SPI,
- Digital-I/O
Evaluation Kit – FB1111-014X
FB1111-014x in combinazione con EL9803
Piggyback Variant
Digital IO
FB1111-0140
μ-Controller
X
FB1111-0141
FB1111-0142
FB1111-0142
FB1111-0142
SPI
X
X
EL9803
μC-Position
EL9803
SPI-Position
EtherCAT Evaluation Kit – μC
FB1111-0142
EL9803
EL9800
EL9803 è integrato nella evaluation board EL9800 V3
EtherCAT Evaluation Kit – SPI
FB1111-0142
EL9803
EL9800
EL9803 è integrato nella evaluation board EL9800 V3
Evaluation Kit – EL9820
EtherCAT Slave Sample Code
Il codice costituisce la base di partenza per l’implementazione di
uno slave EtherCAT. I file sono scritti in ANSI C e supportano
interfaccie SPI che parallela per μC per le seguenti gestioni :
· Registri EtherCAT
· Stati Macchina
· Distribuited Clock/FreeRun/SM
· Mailbox
- CoE (CANopen over EtherCAT)
- FoE (File Access over EtherCAT)
- EoE (Ethernet over EtherCAT)
- SoE (Servo Drive Profile over EtherCAT)
EtherCAT Evaluation Kit – FB1120
The EtherCAT Piggyback controller board FB1120 :
- Altera Cyclone I FPGA
- 2 EEPROMS
1 FPGA -> EtherCAT Slave IP Core
2 configures the IP Core itself
- 2 porte EtherCAT
- PDI-Connector on printed.
Evaluation Kit – EL9830
Il kit comprende:
•EL9800 base board,
•Piggyback FB1122
•Accessori come Cavi, Documentazione
EtherCAT Evaluation Kit – FB1122
- Altera Cyclone III FPGA
- 2 EEPROMS
1 FPGA -> EtherCAT Slave IP Core
- 2 porte EtherCAT ports
- PDI : Connettore presente sul circuito
Evaluation Kit – EL9840
Il kit comprende:
•EL9800 base board,
•Piggyback FB1130
•Accessori come Cavi, Documentazione
EtherCAT Evaluation Kit – FB1130
- Xilinx FPGA
- 2 EEPROMS
- JTAG-Interface
- 2 porte EtherCAT
- PDI : Connettore presente sul circuito
EtherCAT Evaluation Kit – ASIC
EtherCAT Slave Controller Features: ASIC (1)
Name
ET1100
ET1200
Type
ASIC
ASIC
Package
BGA128
0,8mm Pitch
QFN48
0,5mm Pitch
Size
10 x 10 mm
7 x 7 mm
serial/parallel
(8/16-bit, async)*
serial*
32
8-16*
8 kByte
1 kByte
SyncManager
8
4
FMMUs
8
3
Yes
Yes
2-4 (MII/E-bus)*
2-3 (E-bus/max.
1xMII)*
Routable with
standard PCB
-
Hardware Supplier
µC Interface
Digital I/O
DPRAM
Distributed Clocks
No. Of Ports
Specials
* configurable
27
FPGA - ESC20
Name
ESC20
Type
FPGA
Hardware Supplier
Housing
Fineline BGA256
17x17 mm
No. of FMMU
4
Sync-Manager
4
RAM
Distributed Clocks
PDI – digital I/O
PDI - SPI
PDI – 8/16 bit µC
No of Ports
4 kByte

32bit

Intel
2
FPGA Slave – Order Number
ET1800 BINARY FILE : licenza di programmazione, mediante file
binario, della FPGA Altera Cyclone™ EP1C12F256C8 FPGA
Non è necessaria se si integra la Piggyback FB1120
EtherCAT Slave Controller : FPGA
Name
ET1810/ET1811/ET1812
ET1815/ET1816/ET1817
Type
FPGA + IP Core
FPGA + IP Core
Cyclone I+II+III,
Stratix I+II+III+IV+GX+II GX,
Arria GX
Spartan 3+3E+3A+3AN+3ADSP,
Virtex II+II Pro+II Pro X+4+5
Package
FPGA dependent
FPGA dependent
Size
FPGA dependent
FPGA dependent
µC Interface
serial/parallel
(8/16-bit, async)
AVALON®*
serial/parallel
(8/16bit, async)
OPB®*
8-32*
8-32*
1...60 kByte*
1...60 kByte*
SyncManager
0…8*
0…8*
FMMUs
0…8*
0…8*
Distributed Clocks
Yes*
Yes*
2 (MII)
2 (MII)
Several IP Core License models available
Several IP Core License models available
Hardware Supplier
Supported Chips
Digital I/O
DPRAM
No. Of Ports
Specials
* configurable
30
IP-Core: Opzioni di Configurazione (ET18xx)
•
•
FPGA: le risorse dipendono dalla configurazioni implementate
Esempi:
– Small Configuration:~ 6,000 LE (Altera Cyclone I)
~ 3,700 Slices (Xilinx Spartan-3E)
• 32Bit digital IO, 1kByte RAM,
• without Distributed Clocks, Small Register Set
• 2 FMMU, 2 SyncManager
– Max. Configuration: ~ 17,000 LE (Altera Cyclone I)
~ 11,000 Slices (Xilinx Spartan-3E)
• SPI Slave, 60kByte RAM,
• with Distributed Clocks, Full Register Set
• 8 FMMUs, 8 SyncManager
– Altera (LEs):
– Xilinx (Slices):
DC: ~3,000, SM: ~500, FMMU: ~600
DC: ~1,900, SM: ~350, FMMU: ~400
31
IP-Core– Order Number ET1810
ET1810 : EtherCAT IP-Core per Altera FPGA
„Node locked“
ET1810-0010: Estensione
Node Locked License (ET1810)
ET1810-0020: Aggiornamenti
Node Locked License (ET1810)
IP-Core - Order Number ET1812
ET1812 : EtherCAT IP-Core per Altera FPGA
„Floating License“
ET1812-0010: Estensione
Floating License (ET1812)
ET1812-0020: Aggiornamenti
Floating License
IP-Core – Order Number ET1815
ET1815 : EtherCAT IP-Core per Xilinx FPGA
„Node locked“
ET1815-0010: Estensione
Node Locked License (ET1815)
ET1815-0020: Aggiornamenti
of the Node Locked License (ET1815)
IP-Core – Order Number ET1817
ET1817 : EtherCAT IP-Core per XILINX FPGA
„Floating License“
ET1817-0010: Estensione
Floating License (ET181x)
ET1817-0020: Aggiornamenti
Floating License
IP-Core – Order Number ET181x
ET181x :one-time kick-off charge per licenza node-locked
Configura l’EtherCAT IP cores per una workstation;
ET181x-1000: royalties per 1,000 dispositivi, ET181x richiesto
ET181x-0020: un anno di assistenza , ET181x richiesto
ET1811-0030: licenza per system integrator OEM, ET1811 o ET1816 richiesto
X = 1 => ALTERA
X = 6 => XILINX
SAFETY
Safety over EtherCAT: Software Architecture
•
Black channel approach
– with safety and non-safety data on the same bus
Device 1
Device 2
Safety
Application
Safety
Application
Standard
Application
Standard
Application
Safety over
EtherCAT
Protocol
Safety over
EtherCAT
Protocol
EtherCAT
Communication Interface
EtherCAT
Communication Interface
Safety
over
EtherCAT
EtherCAT
DLL and AL
EtherCAT Telegram
Safety data container (FSoE Frame)
38
Safety over EtherCAT: Hardware Architecture
•
One channel communication system
– Model A according to IEC 61784-3 Annex A
Device 1
Controller A
Safety
Protocol
Controller A
Safety
Protocol
Device 2
Controller B
Safety
Protocol
Controller B
Safety
Protocol
Controller B
Safety
Protocol
Controller A
Safety
Protocol
EtherCAT
Slave Controller
EtherCAT
Slave Controller
PHY
PHY
PHY
PHY
Trafo
Trafo
Trafo
Trafo
RJ45
RJ45
RJ45
RJ45
Controller A
Safety
Protocol
Controller B
Safety
Protocol
39
Safety over EtherCAT
ET1902 : Licenza Safety over EtherCAT Slave
– Licenza per produrre dispositivi Safety over EtherCAT
– Specifiche Tecniche Safety over EtherCAT
– Livello applicativo per verifica Safety over EtherCAT
– Introduzione alla Tecnologia
ET1903 : Licenza Safety over EtherCAT Master
– Licenza per produrre dispositivi Safety over EtherCAT
– Specifiche Tecniche Safety over EtherCAT
– Livello applicativo per verifica Safety over EtherCAT
– Introduzione alla Tecnologia
MASTER
Master Sample Code - ET9200
L’ EtherCAT Master Sample Code è una applicazione che lavora in
user mode per ambiente Windows.
Caratteristiche:
• Boot-up e Configurazione Slaves
• Invio/ricezione Ethernet raw frames dalla scheda di rete
• Gestione degli stati macchina di EtherCAT
• Invio comandi di inizializzazione slaves
• Comunicazione tramite Mailbox (CoE/SoE/FoE/EoE/AoE ...)
• Integrazione funzione virtual switch
• Gestione Process Data Ciclici
• DC Clocks
Il Master Sample Code è fornito come codice integrabile ed
adattabile per diversi ambienti Real Time (RTOS) e piattaforme
hardware (Ethernet Controller).
EtherCAT è semplice da implementare: Master
•
Implementazione Master :
– e.g. Master Sample Code (Source)
– EtherCAT Configuration Tool
– XML Data format di ESI / ENI
Process Data (PD) Image
description
Application
EtherCAT
Configuration Tool
Realtime
Parser
.xml
.xml
.xml
.xml
EtherCAT Slave
Information (ESI) Files
EtherCAT Network
Information (ENI) File
Process Data
Image
init
optional; for online functionality
(e.g. scanning for devices)
Mailbox
Services
req.
cyclic
commands
resp.
acyclic
commands
EtherCAT Master Driver
Realtime
Ethernet Frames
Network Driver
Standard Ethernet MAC
43
EtherCAT è una Tecnologia Aperta
•
Master Stacks sono disponibili per differenti RTOS *,
incluse le versioni sorgenti Open / Shared !
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
eCos
INTEGRTY
Intime
Linux with RT-Preempt
MICROWARE OS-9
MQX
On Time RTOS-32
PikeOS
Proconos OS
QNX
Real-Time Java
RMOS
RT Kernel
RT-Linux
RTX
RTXC
RTAI Linux
VxWin + CeWin+ RTOS32Win+LxWin
VxWorks
Windows CE
Windows XP/XPE with CoDeSys SP RTE
Windows XP/XPE with TwinCAT RT-Extension
Windows Vista, 7
XENOMAI Linux
XOberon/PowerPC
*as of Nov 2010
44
Documentazione
Documentation
EtherCAT – Il Fieldbus per Ethernet
www.ethercat.org
Per informazioni visita il sito Web
EtherCAT Technology Group
ETG Headquarters
Ostendstr. 196
90482 Nuremberg, Germany
Phone: +49 911 54056 20
[email protected]
47