Pile CC-Link IE TSN

Port Professional Industrial Automation

Port propose une pile de communication compatible CC-Link IE TSN pour master ou slave. Elle a pour  base  son architecture logicielle GOAL d’abstraction générique.

Description

Logiciel CC-Link IE TSNLa bibliothèque CC-Link IE TSN utilise l’Ethernet industriel avec une bande passante de 1 Gbit/s ou 100 Mbit/s et un réseau TSN. (Time Sensitive Network). Son intéret est de permettre la transmission de trafic déterministe en temps réel et de trafic Ethernet standard (Webserver, FTP, SNMP, etc. …) sur le même réseau.

Elle utilise des composants standard CC-Link IE TSN (shop floor)

De plus, elle peut s’intégrer dans des réseaux informatiques de niveau supérieur (bureaux, par exemple ERP) pour réaliser des usines intelligentes. ( pour Industrie 4.0 )

Ensuite, le CC-Link IE TSN utilise IEEE 802.AS pour la synchronisation du temps et IEEE 802.1Qbv pour l’ordonnancement. Il utilise IEEE 1588v2 également  pour la synchronisation du temps.

Le temps de cycle est divisé en tranches  pour :

  • La communication cyclique
  • La synchronisation temporelle
  • La communication acyclique et de trafic Ethernet standard (meilleur effort)
  • Communication acyclique non perturbée par d’autres trafics.
  • Configurations à maître unique et à maîtres multiples possibles.

Station distante : station esclave pouvant être contrôlée par une station maître

Station locale : station esclave qui peut être contrôlée par une station maître et qui surveille la communication cyclique entre les stations maîtres et les autres esclaves

Logo CC-LinkIE-TSN
Logo CC-LinkIE-TSN
Combiner Ethernet classique et Ethernet Industriel

L’association des partenaires CC-Link a créé et spécifié une nouvelle spécification industrielle de réseau ouvert « CC-Link IE TSN ». de ce fait, elle a lancé la prochaine génération de réseau CC-Link IE. Ainsi, la nouvelle spécification CC-Link IE TSN est la première à combiner la largeur de bande Ethernet Gigabit avec un réseau sensible au temps (TSN). Alors, le principal avantage de TSN est que la communication de contrôle en temps réel peut se combiner avec la communication d’informations en temps non réel tout en conservant des performances déterministes. Ceci  n’est pas possible avec l’Ethernet traditionnel. Donc, CC-Link IE TSN ajoute TSN pour accroître l’ouverture tout en améliorant encore  performances et fonctionnalités.

Ethernet Industriel temps-réel et déterministe.

Ainsi CC-Link IE TSN s’appuie sur les avantages de CC-Link IE en améliorant les fonctions de communication et la précision de la synchronisation. La demande de support de TSN continuera donc à augmenter car cette technologie permet de combiner différents réseaux sur une même ligne principale. Et de fournir une communication en temps réel grâce à la synchronisation temporelle.

Cela signifie que des contrôles de déplacement sophistiqués sont désormais possibles.
CC-Link IE TSN permet une connexion transparente et fluide entre les systèmes informatiques de niveau supérieur et les systèmes de contrôle des de déplacement  sur les sites de production. Ainsi, cela  permet  l’utilisation étendue d’un grand nombre d’applications en production.

Maître CC-Link IE TSN

La pile CC-Link IE TSN permet la mise en œuvre de la station de gestion et de la station de contrôle.

  • Station de gestion principale : Contrôle les autres esclaves et gère le réseau (une seule station par réseau)
  • Station maître de contrôle : contrôle les autres esclaves et maîtres (zéro ou plusieurs stations CM par réseau)

La bibliothèque prend en charge la synchronisation temporelle via IEEE 802.1AS et IEEE 1588v2 (les mécanismes de retard E2E et P2P sont tous deux pris en compte)

Elle supporte la mise en œuvre matérielle et logicielle de l’ordonnancement TDMA (IEEE 802.1Qbv) (la mise en œuvre du logiciel est moins déterministe mais permet de prendre en charge les contrôleurs MAC standard)

Elle prend en charge la communication de contrôle (communication cyclique) avec les stations esclaves et les autres stations maîtresses

Elle supporte aussi les transmissions transitoires (communication acyclique) avec d’autres stations

  • Transmission transitoire réservée : communication acyclique dans un intervalle de temps pour la communication cyclique
  • Transmission transitoire non réservée : communication acyclique dans un intervalle de temps pour le trafic Ethernet standard


La pile supporte le SLMP (Seamless Message Protocol) pour le transfert de données acyclique

Elle supporte aussi des temps de cycle multiples

Le maître effectue la communication de contrôle avec plusieurs esclaves ayant des temps de cycle différents. Toutes les durées de cycle doivent être un multiple de la plus petite durée de cycle.

  • Démarrage/arrêt cyclique : arrêt et redémarrage de la transmission cyclique avec d’autres stations
  • La classe d’authentification B est possible

Esclave CC-Link IE TSN

La pile Esclave CC-Link IE TSN permet la mise en œuvre de la station esclave à distance.

Egalement, elle prend en charge la synchronisation temporelle via IEEE 802.1AS et IEEE 1588v2 ( elle supporte tous les mécanismes de retard E2E et P2P )

De la même façon,  elle supporte la mise en œuvre matérielle et logicielle de l’ordonnancement TDMA (IEEE 802.1Qbv)
(la mise en œuvre du logiciel est moins déterministe mais permet de prendre en charge les contrôleurs MAC standard)

Ensuite, elle prend en charge la communication de contrôle (communication cyclique) avec les stations maîtres.
Ensuite, elle prend en charge les transmissions transitoires (communication acyclique) avec d’autres stations, a savoir :

  • Transmission transitoire réservée : communication acyclique dans un intervalle de temps pour la communication cyclique
  • Transmission transitoire non réservée : communication acyclique dans un intervalle de temps pour le trafic Ethernet standard

De plus la pile Esclave CC-Link IE TSN supporte le SLMP (Seamless Message Protocol) pour le transfert de données acyclique
Enfin, la classe d’authentification B est possible

Processeurs supportés

Comme tous les produits de Port basés sur l’architecture GOAL,  la bibliothèque CC-Link IE TSN repose sur une couche d’abstraction du matériel (HAL)  qui permet une structure générale commune pour différents processeurs comme pour différents protocoles. Voir les pages GOAL.

Les premiers processeurs supportés sont :

Pile CC-Link IE TSN Maître : NXP – LAYERSCAPE LS1028A (LINUX)

Pile CC-Link IE TSN Esclave : STM32F4 

Licences d'exploitation

La suite logicielle CC-Link IE/TSN est distribuée en code source en C. Deux licences d’exploitation existent : la licence Produit et la licence Projet.

Ces licences sont sans redevances.

Modules matériels tous faits

PMOD IoT SoMPort commercialise également des modules à intégrer qui se substituent à la bibliothèque logicielle.

Ces modules réalisent la fonction d’interface matérielle et intègrent la pile complète.

Voir les modules SoM – IoT de Port.

Voir plus d’informations sur le site PORT.