EtherCAT-Starterkit von Avnet Silica „On the Fly“ durchs industrielle Ethernet

Ein flexibles Starterkit von Avnet Silica ermöglicht es, Ethernet-Knoten für industrielle Anwendungen relativ einfach zu entwickeln.

Darüber hinaus lässt sich das neue EtherCAT-Starterkit in die Visible-Things-Plattform von Avnet Silica integrieren, um IoT-Projekte/Anwendungen zu entwickeln.
Durch die Implementierung des Standard-Ethernet-Datenpaket-Formats, das eine Anbindung an bestehende Ethernet-Netzwerke ohne spezielle Router oder Switches ermöglicht, sorgt EtherCAT für effiziente Echtzeit-Performance durch Entnehmen und Einfügen der Daten während der Ethernet Frame den Knoten durchläuft  - on-the-fly. Auf der Basis des EtherCAT-Slave-Controllers LAN9252 von Microchip bietet das Starterkit Pmod- und Arduino-kompatible Schnittstellen, einschließlich SPI/QSPI, sowie zusätzlich eine Pfostenleiste mit allen I/Os des LAN9252. Damit ist ein direkter Anschluss an verschiedene Mikrocontroller- oder Mikroprozessor-Starterkits für schnelles Prototyping möglich. 

Zielanwendungen für das Kit sind Antriebssteuerungen, Robotik, Kommunikationsmodule und I/O-Schnittstellenkarten in der Fabrik- und Prozessautomatisierung, Drehgeber und Sensoren oder Aktoren, Ventile und Antriebe in hydraulischen und pneumatischen Systemen etc. Die Grundlage des EtherCAT-Kit bildet der LAN9252 von Microchip, ein 2/3-Port-EtherCAT-Slave-Controller mit zwei integrierten Ethernet-PHYs, die jeweils einen Vollduplex-100Base-TX-Transceiver für einen 100-MBit/s-Betrieb enthalten. Der Chip unterstützt auch Auto-MDIX, so dass gerade- oder gekreuzte-LAN-Kabel verwendet werden können. Zudem werden externe 100Base-FX-Glasfaser-Transceiver unterstützt. Zu den weiteren Funktionen des LAN9252 zählen 4 KByte Dual-Port-Speicher (DPRAM), vier SyncManager, drei Feldbus-MMUs, ein 64-Bit-distributed-clock und ein erweiterter Temperaturbereich von -40 bis 105 °C. Der Slave-Controller LAN9252 bietet drei Betriebsarten: Mikrocontroller, Digital-I/O und Erweiterungsmodi. Im Mikrocontroller-Modus kommuniziert der LAN9252 mit der Host-MCU über eine flexible 8/16-Bit-Hostbus-Schnittstelle oder eine SPI- bzw. Quad-SPI-Schnittstelle. Im digitalen I/O-Modus steuert der LAN9252 16 digitale I/O-Signale ohne Host-MCU. Im Erweiterungsmodus kann mit der dritten externen PHY-Ethernet-Schnittstelle des LAN9252 eine Stern- oder Baumnetz-Topologie oder sogar eine Vier-Port-Lösung mit einem zusätzlichen LAN9252 umgesetzt werden, was hohe Flexibilität bei der Implementierung garantiert.

Das Starterkit bietet auch zwei RJ45-Ethernet-Schnittstellen sowie den Betrieb an einer einzigen 3,3V-Versorgung. Zu den Stromversorgungsoptionen zählen USB oder die Pmod- und Arduino-Schnittstellen. Das Starterkit wird vom EtherCAT-Protokollstack von Beckhoff, der für Mitglieder der ETG (EtherCAT Technology Group) kostenlos ist, sowie  weiteren EtherCAT-Stacks unterstützt. Avnet Silica entwickelt derzeit auch Beispielsoftware für Kunden, die PIC32- und ARM-Cortex-basierte Host-Mikrocontroller verwenden.

„In den letzten Jahren haben sich diese Anforderungen zunehmend in Richtung industrieller Vernetzung verlagert. Viele der etablierten Topologien verlangen heute nach Industrie-4.0- und IoT-Technologie, die umfassender Bestandteil von EtherCAT sind“, so Ian Saturley, Worldwide Marketing Manager für USB und Networking von Microchip. „Mit dem PMOD-COM-Ethercat Starterkit erfüllt Avnet Silica die Anforderungen der Kunden hinsichtlich einer schnellen Markteinführung und geringen Kosten für Einstiegs-Evaluierungsplattformen.“