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INTRODUZIONE
Il sistema di comunicazione EtherCAT, che ha un‘architettura Master\Slaves, può sfruttare un qualunque dispositivo host (ad esempio un normale PC) per implementare il Master e controllare quindi l‘intera rete degli slaves. Però in ambito industriale, un dispositivo host generalmente già assolve compiti specifici e può non essere in grado di gestire anche l‘ulteriore mole di lavoro generata dal traffico EtherCAT. Questo problema si risolve incrementando la potenza dell‘host oppure con un sistema esterno dotato di microcontrollore che gestisca esclusivamente la rete EtherCAT e che funga quindi da interfaccia tra l‘host e la rete.
La Ma.Vi. alcuni anni fa ha sviluppato una scheda PMC mezzanine card da inserire sulle CPU Motorola o similari. La scheda PMC si basa su un microcontrollore PowerQUICC che dispone di un controller PCI integrato attraverso il quale può comunicare con l‘host e di due porte Ethernet integrate con le quali interfacciarsi alla rete. Il microcontrollore PowerQUICC però ha bisogno di una RAM esterna, un sistema di alimentazione opportunamente dimensionato e altra logica esterna aggiuntiva. Tutte queste integrazioni aumentano le dimensioni e il costo della scheda, mantenendolo ragionevole per l‘utilizzo in un ―costoso‖ sistema VME bus, ma troppo elevato per essere aggiunta ad un host costituito da una economica scheda a microprocessore embedded, soluzione ormai diffusissima nei sistemi di controllo industriale.
Per sviluppare un prodotto dal costo ridotto, utilizzabile sui suddetti sistemi ―economici‖, bisogna partire da un microcontrollore che permetta un elevato grado d‘integrazione di periferiche.
Il microcontrollore netX della Hilscher rappresenta al momento attuale un ottimo compromesso tra costo, prestazioni e dimensioni. Progettato appunto per assolvere il compito d‘interfacciamento tra host e reti Fieldbus (CANopen, Profibus, EtherCAT etc.), comprende in modo integrato la gran parte dell‘hardware necessario:
Un processore ARM9 dai consumi ridotti 128Kbyte di RAM Dual-Port integrata 32Kbyte di ROM
7 4 MAC integrati di cui due dotati di PHY Ethernet
Otto canali A/D converter
La caratteristica essenziale e più interessante del netX è quella di poter essere visto da un host come una vera e propria Dual-Port memory, mentre altre alternative al netX, magari con prestazioni superiori, non offrono questa possibilità e necessitano di logica esterna aggiuntiva che aumenta le dimensioni e il costo finali, nonché un interfacciamento più complesso.
Oltre all‘interfacciamento via dual-port memory, il netX può comunicare con un host anche attraverso una semplice connessione Ethernet. In questo modo il numero e la tipologia di host al quale il netX può interfacciarsi è molto più ampia rispetto ai sistemi tradizionali.
Nel presente lavoro si realizzeranno un‘implementazione del Master EtherCAT ad hoc per il netX e una modalità di interfacciamento con un host che sfrutti un normale Web Browser.
La Hilscher fornisce una serie di driver e API che facilitano la gestione del sistema EtherCAT, ma per ridurre ulteriormente i costi, nel presente lavoro si farà ricorso a librerie Open Source e verranno realizzate in proprio tutte le funzionalità necessarie.