ЖУРНАЛ «СТА» 4/2012

92 СТА 4/2012 АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА СЕТЕВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ www.cta.ru Встраиваемые системы – термин не новый. Процессорные модули и чипы, интегрированные в автомобили, домаш- ние кинотеатры, смартфоны, бытовую технику, изменили не только продук- цию различных отраслей промышлен- ности, но и жизнь в целом. Торговые выставки, возникшие в рамках развития этого направления, превратились в регу- лярные мероприятия мирового уровня: выставка Embedded World в Нюрберге отпраздновала 10-летний юбилей, кон- ференции Embedded Systems в Силико- новой долине исполнилось 24 года. Сегодня 98% коммутаторов Ethernet являются внешними физическими уст- ройствами. Такое выделение коммута- торов приводит к автоматическому разграничению коммуникационных и прикладных задач. Однако существую- щие тенденции к созданию высоко- интегрированных устройств, с одной стороны, и к постоянному снижению габаритов системы и её себестоимости, с другой стороны, наводят на мысль о разработке коммутаторов Ethernet, встроенных в компоненты автоматиза- ции промышленной техники. О Т ВНЕШНИХ КОММУТАТОРОВ К ВСТРАИВАЕМЫМ Первые встраиваемые управляемые коммутаторы были представлены около двух лет назад. Данные устройства были разработаны для интеграции на ба- зовую плату бортовых систем. Мы видим, что встраиваемые системы широко применяются в самой разной технике, и ожидаем, что встраиваемые коммутаторы станут неотъемлемой частью промышленной автоматизации. Разработчики средств автоматизации получат возможность создавать системы с меньшими габаритами и встроенными возможностями передачи данных по протоколам ProfiNet, Ethernet/IP, EtherCAT (рис. 1, 2). Этапы развития промышленных коммуникаций, начи- ная от появления технологии Ethernet более 20 лет тому назад, представлены на врезке «Краткий экскурс в историю промышленных коммуникаций». Интегрирование Ethernet-технологий в устройство с нуля – непростая задача. Встраиваемые Ethernet-модули запол- няют огромный пробел между внешни- ми управляемыми коммутаторами и коммутационными чипами, интеграция которых является серьёзной задачей для разработчиков. Если говорить о разра- ботке встраиваемого коммутатора, то эта задача значительно облегчается, так как наукоёмкие этапы здесь уже прой- дены. От разработчиков не требуется глубоких знаний Ethernet-технологий, и можно полностью сфокусироваться на реализации необходимых функций. Использование встраиваемых ком- мутаторов не только приводит к сни- жению времени разработки системы, но и способно уменьшить её габариты для тех приложений, где, как говорит- ся, размер имеет значение. Появление встраиваемых коммутато- ров Ethernet в промышленном оборудо- вании – признак того, что задачи конт- роля и управления неразделимы с ком- муникационными задачами. Компания ARC Advisory Group, занимающаяся ис- следованиями в области промышленно- сти и инфраструктуры, в 2011 году опубликовала отчёт под названием «Встраиваемые коммутаторы Ethernet в конечных устройствах (средства вво- да/вывода и человеко-машинного ин- терфейса, приводы) могут снизить сто- имость системы, упростить структуру сети, увеличить производительность и повысить гибкость топологии». Полупроводниковые технологии по- зволили уменьшить габариты коммута- торов за счёт применения более ком- пактных по площади печатных плат. Коммутационные чипы становятся более миниатюрными и многофунк- циональными, вследствие чего все функции коммутатора Ethernet могут быть реализованы на компактной пе- чатной плате, которая встраивается в компоненты промышленной автома- тизации. Такое решение, кроме мини- атюризации устройств, позволяет обойтись меньшим количеством необ- ходимых соединительных проводов и разъёмов. Встраиваемые коммутаторы Ethernet: время пришло Рольф-Дитер Зоммер, Франк Вай В статье описываются практические преимущества применения встраиваемых коммутаторов, дан краткий экскурс по технологиям резервирования Ethernet. Также рассмотрены технические особенности встраиваемого модуля Hirschmann EES20, возможные способы его применения. Рис. 1. Внешний вид встраиваемого Ethernet-модуля Hirschmann EES20 Рис. 2. Встраиваемый коммутатор Ethernet c модулем Hirschmann EES20 (сверху) © СТА-ПРЕСС