Архитектура PROFIBUS для Ultrascale +: запрос мнения экспертов

Question

Я работаю над дизайном нестандартной несущей платы на основе Xilinx Ultrazed-EG SOM.

В частности, оператор связи (встраивающий SoM) должен реализовать главный узел PROFIBUS DP в конкретной промышленной сети.

Я новичок в этой области, тем не менее, моя идея состоит в том, чтобы создать программный стек profibus на Xilix Ultrascale+ SoM, а затем использовать схему, аналогичную той, которая представлена ​​на странице 90 этого документа, для подключения SoM к разъему DB9.

Для наглядности прилагаю схему ниже.

В частности, моя идея состоит в том, чтобы использовать порт UART для управления контактами TXR и RXD, а GPIO - для контактов RTS и CTS.

Что вы думаете об описанной выше архитектуре? Это реальный способ сделать это? Какие плюсы и минусы?

Большое вам спасибо за ваши любезные ответы. Искренне.

Answer 1

Я не скажу, что то, что вы собираетесь сделать, невозможно, но скажу, что это потребует огромных усилий.

Я не уверен, насколько вы знакомы с Profibus. В отличие от других, таких как Modbus, для которых вы найдете много документации и кода для работы, и у вас может быть рабочее решение в течение нескольких дней, создание собственного стека Profibus с нуля займет довольно много времени даже для команды. опытных разработчиков.

Я давно смотрю на Profibus, и единственный короткий способ быстро получить работающую сеть - это использовать процессоры Texas Instruments. Вы можете взглянуть на ответ, который я написал здесь. На данный момент бесплатной реализации стека для Linux нет, поэтому необходимо использовать TI RTOS. На своем форуме поддержки они пару раз упоминали, что работают над портом Linux, но на данный момент вам придется за это заплатить (конечно, это не должно быть проблемой, если вы работаете над коммерческим продуктом).

Фронтальная часть оборудования была бы самой легкой частью. Вы должны иметь возможность воспроизвести схему, которую вы разместили от Siemens, если ваша плата поддерживает логику 5 В (я не проверял). Если, наоборот, он работает от 3,3 В, вам нужно только заменить оптопары. Для тестирования или дома вы можете даже полностью отказаться от оптопар или просто использовать MAX485, который можно найти готовым к использованию на печатной плате менее чем за доллар.

Другой быстрый и грязный способ взаимодействия с сетью ведомых устройств Profibus был бы очевиден: купить коммерческий стандартный ПЛК, который будет выступать в качестве Мастера, и заставить вашу плату взаимодействовать с ним. Если вы, например, используете ПЛК в качестве шлюза Profibus в Modbus, вы сможете получить рабочее решение в кратчайшие сроки. Вы даже можете использовать что - то вроде этого.

Надеюсь, мой ответ даст вам некоторые идеи. Буду с нетерпением ждать ваших комментариев.

Answer 2

Это разумный выбор для реализации с использованием FPGA.

Тем не менее, вы также должны учитывать свои требования к времени выхода на рынок.

В подходе FPGA для реализации Profibus DP вы должны разработать весь стек Profibus DP или купить его у какой-либо сторонней компании (например, Softing). Это требует времени, а для серьезного решения позже потребуется сертификация PI (также дорогостоящая). Также следует учитывать совместимость с каким-либо рыночным конфигуратором (программным обеспечением) для сети - или разработать свой собственный конфигуратор.

Что касается вашего оборудования, у меня есть некоторые соображения:

1. Я предлагаю вам использовать ISO1176(ti.com/product/ISO1176) вместо 7ALS176SD. Это современный подход, и ISO1176 имеет очень хорошие электрические характеристики.

2. Помните, что касается физического уровня: PROFIBUS DP - это тип RS-485, но RS-485 - это не PROFIBUS DP. Таким образом, не все трансиверы RS-485 подходят для реализации Profibus DP (https://www.youtube.com/watch?v=lxFeFx2A6dM).

3. Другой подход - использовать встроенный модуль от какой-нибудь компании, например Hilscher (https://www.hilscher.com/products/product-groups/embedded-modules/) или Anybus (https://www.anybus.com/products/ встроенный индекс ). Есть и другие компании, но они также предоставляют конфигуратор, совместимый со встроенным модулем (вам нужно будет настроить вашу сеть).