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Modbus TCP Server (Slave) für Intel FPGA

Integration von Modbus TCP in Feldgeräte mit Intel (Altera) FPGA

Der IP-Core und die Protokoll-Software wurden speziell für die Implementierung einer Modbus TCP Kommunikation für eine Hardware mit Ethernet-Schnittstelle und einem Altera FPGA entwickelt. Diese Lösung bietet einheitliche Schnittstellen für die zukünftige Unterstützung weiterer Industrial Ethernet-Protokolle.

  • Maximale Investitionssicherheit durch universelle Firmware
  • Kurzes „Time to Market“ durch geringen Integrationsaufwand
  • Funktionale Wettbewerbsvorteile durch variable Einbindung in die IT-Welt

Universelle Firmware bietet Zukunftssicherheit und spart Kosten

Die Modbus TCP-Firmware ist sofort integrierbar und erlaubt jederzeit eine flexible Implementierung zusätzlicher Industrial Ethernet-Funktionalitäten. Dazu gehören u.a. PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT und Ethernet POWERLINK, die für die FPGA-Familien Altera Cyclone als Standardlösungen verfügbar sind. Die Erweiterung um andere Protokolle ist auf Anfrage möglich. Die beiden voneinander unabhängigen Ethernet-Schnittstellen des IP-Cores ermöglichen unterschiedliche Topologien, entsprechend dem jeweiligen Industrial Ethernet-Standard.

Einheitliches API ermöglicht rasche Integration

Der Einsatz eines FPGAs erlaubt eine flexible Implementierung der Gerätehardware. Die von Softing bereitgestellte Firmware bietet für die obengenannten Standardprotokolle eine einheitliche Softwareschnittstelle. Das „Simple Device Application Interface“ (SDAI) stellt eine effiziente Protokollabstraktionsschicht als einheitliche API für Standardlösungen einschließlich Modbus TCP zur Verfügung. Neben einer erheblichen Zeitersparnis bei der Geräteintegration und einer verkürzten Time-to-Market verringert das SDAI dadurch auch den Wartungs- und Supportaufwand. Das Interface ist so ausgelegt, dass sowohl 1-Prozessor als auch 2-Prozessor-Systeme unterstützt werden.

Einbindung beliebiger IT-Dienste

Über dieselbe Kommunikationsschnittstelle und parallel zur Echtzeitkommunikation ermöglicht der „Transparent IT-Channel“ den Zugriff auf eingebettete IT-Applikationen. Dabei können diese Anwendungen, z. B. Web-Server, E-Mail aber auch kundenspezifische Dienste, im FPGA oder in einem gesonderten Prozessor ausgeführt werden.

E/A-Daten1024Bytes E/A-Daten
Vordefinierte Standard Objects 
  • VendorName
  • ProductCode
  • MajorMinorRevision
  • ProductName
 
ISL-YY-013310Modbus TCP Feldgeräte-Protokollstack, Einzellizenz für FPGA-Familie

Ergänzende Produkte und Dienstleistungen

SIA-YY-012501Integrations-Workshop für Implementierung von Industrial Ethernet-Geräten auf Basis FPGA

Einfache Integration von Modbus TCP-Servern in Geräte mit Altera-FPGA

Softing Protocol IP umfasst eine Kombination aus IP Cores und Protokoll-Software mit allen erforderlichen Kommunikationsfähigkeiten für die Implementierung eines Modbus TCP-Servers auf Basis des Altera-FPGA. Durch die einheitliche Anwendungsprogrammier- schnittstelle (API) können in einer Hardware unterschiedliche Industrial Ethernet-Protokolle integriert werden.

 
  • Einfache und kostengünstige Feldgeräte-entwicklung
  • Maximale Investitionssicherheit durch universelle Firmware
  • Kurzes Time-to-Market durch geringen Integrationsaufwand
 

 

Einfache und kostengünstige Entwicklung von MODBUS TCP-Feldgeräten

Mit Softing Protocol IP unterstützt eine Kombination aus dem IP und dem Software-Stack von Softing mit einem FPGA von Altera. Dadurch haben Feldgerätehersteller die Möglichkeit, eine Modbus TCP-Server-Plattform einfach und kostengünstig zu entwickeln – ohne Lizenzverhandlungen, ohne Vorablizenzgebühren und ohne nachträgliche Änderung in der API-Programmierung beim Hinzufügen weiterer Industrial Ethernet-Protokolle. Die Protokoll-IP und das Referenz-Design sind mit dem Altera-Industrial Networking Kit (INK) mit Cyclone IV-FPGA und weiteren Evaluierungskits getestet.

Universelle Firmware bietet Zukunftssicherheit und spart Kosten

Die Firmware ist sofort integrierbar und erlaubt die flexible Implementierung zusätzlicher Funktionalitäten, auch zu einem späteren Zeitpunkt. Die Industrial Ethernet-Protokolle Modbus TCP, EtherCAT, PROFINET RT und IRT, Ethernet POWERLINK und EtherNet/IP sind für die Altera-Cyclone-Familien als Standardlösungen verfügbar. Die Erweiterung um andere Protokolle ist auf Anfrage möglich. Die beiden voneinander unabhängigen Ethernet-Schnittstellen der IP Cores ermöglichen die Verwendung unterschiedlicher Topologien, entsprechend dem jeweiligen Industrial Ethernet-Standard.

Einheitliches API ermöglicht rasche Integration

Der Einsatz eines FPGA erlaubt eine flexible Implementierung der Geräte-Hardware. Hierfür bietet die von Softing bereitgestellte Firmware eine einheitliche Software-Schnittstelle für die verschiedenen Protokolle. Das „Simple Device Application Interface“ (SDAI) stellt eine effiziente Protokollabstraktionsschicht als einheitliches API für Standardlösungen zur Verfügung. Neben einer erheblichen Zeitersparnis bei der Geräteintegration und einem verkürzten Time-to-Market verringert das SDAI dadurch auch den Wartungs- und Unterstützungsaufwand. Die Schnittstelle ist für die Unterstützung sowohl von 1-Prozessor- als auch von 2-Prozessor-Systemen ausgelegt.

Technische Daten

E/A-Daten

1024Bytes E/A-Daten
Vordefinierte Standard Objects 
  • VendorName
  • ProductCode
  • MajorMinorRevision
  • ProductName
 

Bestellnummer

Über Altera-Vertrieb erhältlich

Ergänzende Produkte und Dienstleistungen

FTR-NO-1000Integrations-Workshop für Implementierung von Modbus TCP-Feldgeräten auf Basis der Altera-CycloneFPGA-Familie

Schnelle Implementierung individueller Industrial Ethernet-Anschaltungen

Neben den integrierbaren IP Cores für FPGA bietet Softing ebenfalls die Entwicklung und Fertigung von Kommunikationsanschaltungen auf FPGA-Basis an. Ausgangspunkt für dieses Angebot ist ein vorhandenes Referenzdesign, das das Time-to-Market auf ein Minimum reduziert. Das Softing-Referenzdesign fasst Hard- und Software für die Feldgeräteimplementierung zusammen und ist das Ergebnis der jahrzehntelangen Erfahrung im Bereich der industriellen Kommunikation. Den Kern bildet ein Field Programmable Gate Array (FPGA)-Baustein, der eine flexible Implementierung, die auf die jeweiligen Kundenanforderungen optimal abgestimmt wird, mit einer hohen Zukunftssicherheit kombiniert. Die Unterstützung der gängigen Industrial Ethernet-Protokolle EtherCAT, Ethernet POWERLINK, EtherNet/IP, Modbus TCP und PROFINET ist bereits vorbereitet.

Bewährt in einer großen Bandbreite von Anwendungen

Viele führende Automatisierungsanbieter vertrauen auf das Softing-Know-how. Entsprechend kommt das Softing-Referenzdesign bereits in einer Vielzahl von Kundenimplementierungen sowie in eigenen Produkten zum Einsatz. Es stellt seine Funktionalität und Leistungsfähigkeit täglich in Anwendungen in vielen vertikalen Märkten und in allen Teilen der Welt unter Beweis.

Einheitliche, schlanke Anwendungsschnittstelle

Für die Anbindung der Anwendung an die Kommunikationsfunktionalität stehen einheitliche und einfache Schnittstellen zur Verfügung. Das Simple Device Application Interface (SDAI) für die Geräteintegration und das Simple Controller Application Interface (SCAI) für die Steuerungsintegration unterstützen den komfortablen und leistungsoptimierten Zugriff auf die Protokollfunktionen und ermöglichen den Einsatz in den verschiedensten Hardware-Architekturen. Die protokollunabhängige Implementierung macht keine Anwendungsänderungen und -anpassungen bei einem Wechsel von einem Industrial Ethernet-Protokoll zu einem anderen erforderlich.

Einbindung beliebiger IT-Dienste

Das Softing-Referenzdesign erlaubt die Integration von Standard-IT-Diensten über dasselbe Kabel und über dieselbe Ethernet-Schnittstelle in das Feldgerät. Dieser transparente IT-Pfad kann etwa für die Implementierung eines Web-Servers, für den Download von Daten, für die Unterstützung von E-Mail-Diensten oder für die Realisierung spezieller kundenspezifischer Dienste innerhalb des Feldgeräts genutzt werden.

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Buxbaum Automation GmbH

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