Socionext: Industrie 4.0 Von IPs über ASICs hin zu Multi-Core-Prozessoren

IC-Standardprodukte

Da ASICs – verglichen mit diskret realisierten Lösungen – generell mit einem höheren Entwicklungsaufwand verbunden sind, lohnt sich eine ASIC-Entwicklung primär für höhervolumige Geräte, wie sie beispielsweise auf der Fertigungsebene zu finden sind (Bild 2).

Für andere Anwendungsbereiche bietet Socionext auch IC-Standardprodukte an. Geht es um hohe Rechenleistung, steht die als Platform-SoC bekannte MB86S7x-Familie von General-Purpose-Prozessoren auf ARM-Basis zur Verfügung. Auf diesen SoCs sind neben dem Hauptprozessor auch eine GPU sowie zahlreiche Schnittstellen etc. integriert, sodass mit den MB86S7x komplexe SoCs realisiert werden können.

Mit SynQuacer hat Socionext seit 2017 auch einen Multiprozessor mit 24 Cortex-A53-Cores im Programm. Dieser sehr leistungseffiziente Prozessor ist für KI-Anwendungen, z.B. im Bereich Machine Vision oder Big Data, geeignet.
Wie oben bereits erwähnt, ist bei Industrie 4.0 in vielen Fällen die Echtzeitfähigkeit von Netzwerkknoten notwendig. Deshalb bietet Socionext den Industrial Ethernet Processor (IEP) an. Der IEP ist ein IC mit zwei MII-/RGMII-Ports für den Anschluss an Ethernet-PHYs. Die beiden Ports ermöglichen das in Industrieanwendungen übliche Daisy-Chaining von Netzwerkknoten (Bild 3).

Der IEP unterstützt mehrere aktuelle Industrial-Ethernet-Protokolle, einschließlich Profilink und CC-Link IE, und es werden noch weitere Protokolle hinzukommen. Er prüft empfangene Frames und kann entscheiden, ob er sie automatisch speichert, verarbeitet oder weiterleitet. Mit seiner integrierten QoS-Engine (QoS: Quality of Service) unterstützt der IEP außerdem das TSN-Protokoll (TSN: Time-Sensitive Network). Damit ist es möglich, Daten in garantierten Zeiträumen zu übermitteln, was für Echtzeitanwendungen unumgänglich ist.

Einfache Controller lassen sich mit dem IEP leicht implementieren. Da er (neben den bereits erwähnten Ethernet-Ports) auch diverse andere Busstandards wie I2C und SPI unterstützt, können Displays, Sensoren etc. direkt vom IEP gesteuert werden. Kombiniert man den IEP mit einem zusätzlichen Prozessor, z.B. mit einem der bereits erwähnten General-Purpose-Prozessoren aus der MB86S7x-Familie (Bild 4), so können auch komplexere Industriegeräte implementiert werden. Und da ASICs für Industrie 4.0 und Socionext ein wichtiges Thema sind, steht der IEP auch als IP-Block zur Integration in ein ASIC zur Verfügung.