Главная Новости продукцииНовые коммуникационные платы ICP DAS для протоколов CANopen и CAN: функциональные возможности и преимущества

Новые коммуникационные платы ICP DAS для протоколов CANopen и CAN: функциональные возможности и преимущества

21 Октября 2024

Компания ICP DAS расширила свою линейку коммуникационных решений, представив две новые серии компьютерных плат с интерфейсом PCIe: PEX-CPM100 для протокола CANopen и PEX-CM100 для стандартного CAN. Эти платы предназначены для использования в промышленных системах, требующих надежного и быстрого обмена данными между устройствами.

Серия PEX-CPM100 с CANopen

Платы серии PEX-CPM100 (модели PEX-CPM100-D и PEX-CPM100-T) предназначены для работы с промышленным протоколом CANopen и обеспечивают полную совместимость с версией 4.02 стандарта. Эти платы поддерживают функции как мастера, так и слейва, что позволяет использовать их как для управления сетью, так и для работы в составе распределенных систем. Модели плат в серии отличаются только типом выходного разъема:

DB9 в модели с “D”
Клеммная колодка в модели с “T” (terminal block)

Комплект включает в себя:

Cаму плату серии PEX-CPM100
Брошюру Quick start
Кабель 4PCA-0904

Последний представляет из себя отладочный кабель, который при необходимости можно подключить к RS-232 порту компьютера или преобразователя интерфейса, типа I-7561. Кабель используется для:

Мониторинга активности платы в реальном времени: получение информации о поступающих и исходящих данных, работе буферов, и внутренних процессах.
Обновления прошивки или конфигурации платы на низком уровне, что необходимо в случае изменения настроек сети или оптимизации работы в специфических условиях.
Отслеживания ошибок в передаче данных или некорректной работы платы, что помогает в процессе наладки сложных систем с большим количеством узлов.

Основные характеристики:

Сеть CANopen: платы могут работать с сетями, содержащими до 256 узлов, что делает их идеальными для крупных распределенных систем.
Интерфейсы: две версии подключения — PEX-CPM100-D с разъемом DB9 и PEX-CPM100-T с разъемом Phoenix — обеспечивают гибкость при интеграции в различные промышленные установки.
Поддержка PDO/SDO. Эти платы обеспечивают поддержку протоколов передачи данных PDO (Process Data Object) и SDO (Service Data Object), что дает возможность гибко управлять обменом данных между устройствами.
Мониторинг и диагностика: Встроенные инструменты диагностики позволяют контролировать состояние сети в реальном времени и быстро устранять ошибки или сбои в работе.

Процесс обмена данными в CANopen может быть настроен для передачи критически важных данных с минимальными задержками, что крайне важно для систем реального времени, таких как управление станками или автомобильные системы.

Серия PEX-CM100 с CAN

Модели PEX-CM100 (версии PEX-CM100-D и PEX-CM100-T) разработаны для поддержки стандартного протокола CAN и позволяют осуществлять связь с устройствами в высоконагруженных системах с минимальной задержкой. Эти платы работают на скоростях передачи данных до 1 Мбит/с, что соответствует стандартам CAN 2.0A и CAN 2.0B.

Принципы работы плат:

Буферизация данных и управление сообщениями

Обе серии плат поддерживают внутренние FIFO-буферы для приема и передачи сообщений, что минимизирует вероятность потери данных при высоких скоростях обмена информацией или при интенсивной загрузке сети. Входящие и исходящие сообщения обрабатываются последовательно, что упрощает обработку данных на уровне программного обеспечения, снижая нагрузку на центральный процессор системы.

Буфер приема: FIFO-буфер для принимаемых сообщений предотвращает потерю данных при превышении пропускной способности шины CAN или CANopen. Это особенно полезно при работе в условиях перегрузки сети или в системах с большим количеством подключенных устройств.
Буфер передачи: FIFO-буфер для передаваемых данных обеспечивает надежную отправку сообщений в сеть, позволяя устройствам корректно передавать данные без задержек.

Буферы данных обеспечивают надежную работу системы даже при резких изменениях нагрузки на сеть, что особенно важно в системах реального времени.

Фильтрация и маскирование сообщений

Платы PEX-CPM100 и PEX-CM100 поддерживают механизм фильтрации сообщений, что позволяет избирательно обрабатывать только те сообщения, которые имеют критическое значение для системы, отбрасывая нерелевантные данные. Этот механизм фильтрации основан на использовании масок, которые применяются как к стандартным, так и к расширенным сообщениям в зависимости от выбранного режима работы.

Маскирование идентификаторов: Платы могут фильтровать сообщения, сравнивая идентификаторы поступающих данных с маской, настроенной пользователем. Это помогает снизить нагрузку на систему, позволяя обрабатывать только необходимые данные.
Стандартный и расширенный режимы: Платы поддерживают фильтрацию как для стандартного формата идентификаторов 11-bit, так и для расширенного 29-bit, что делает их универсальными для различных сетевых конфигураций.

Фильтрация позволяет снизить объем передаваемых данных, что особенно важно в сетях с высоким трафиком и ограниченными ресурсами.

Управление ошибками и надежность

Обе серии плат имеют встроенные механизмы управления ошибками, что позволяет им обеспечивать надежную работу даже в условиях сильных электромагнитных помех или при сбоях на уровне сети. Эти механизмы включают:

Автоматическое обнаружение ошибок: Платы автоматически проверяют корректность передаваемых данных, используя встроенные механизмы CRC и другие средства обнаружения ошибок. При выявлении несоответствий данные отвергаются, и на уровне программного обеспечения может быть инициирована повторная отправка.
Аппаратное управление перезапуском: В случае возникновения критических ошибок платы могут автоматически перезапустить передачу данных, минимизируя возможные задержки в системе.
Поддержка программного и аппаратного сброса: Платы поддерживают возможность выполнения как программного, так и аппаратного сброса для быстрого восстановления работы сети в случае неисправности.

Преимущества использования в промышленных системах

Использование данных плат в промышленных системах предоставляет ряд ключевых преимуществ:

Низкие задержки при передаче данных благодаря оптимизированным алгоритмам обработки трафика.
Поддержка многозадачности, что позволяет эффективно управлять потоками данных от множества устройств.
Гибкость конфигурирования: пользователи могут адаптировать работу плат под специфические требования своих систем благодаря широкой поддержке CANopen и CAN.
Устойчивость к помехам и надежная работа в тяжелых промышленных условиях благодаря встроенным механизмам защиты и экранированным интерфейсам.

Программное обеспечение и API

Для интеграции плат c CANopen в промышленные системы ICP DAS предоставляет мощные программные инструменты и библиотеки API для работы с CANopen и CAN. Эти библиотеки поддерживаются как на платформах Windows, так и Linux, что упрощает разработку и настройку пользовательских приложений.

Утилиты мониторинга и диагностики: Платы поставляются с программными утилитами для мониторинга сетевой активности и диагностики ошибок, что позволяет разработчикам отслеживать состояние сети в реальном времени.
Поддержка C и C++: Разработчики могут использовать стандартные языки программирования для взаимодействия с платами, что делает процесс интеграции простым и удобным, особенно для тех, кто уже имеет опыт работы с этими языками.

В дополнение к этому, пользователи могут разрабатывать пользовательские прошивки с помощью библиотеки. С помощью утилиты пользователи могут загружать свою прошивку, заменяя стандартную. Это позволяет эффективно обмениваться данными между программой на ПК и пользовательской прошивкой через микросхему памяти DPRAM (Dual-Port Random Access Memory). Такой подход позволяет платам предварительно обрабатывать потоки данных CAN, снижая нагрузку на процессор ПК и удовлетворяя требования приложений реального времени.

В отличие от обычных CAN-карт, не обладающих интеллектуальными функциями, данные платы предоставляет значительные преимущества, особенно для приложений, в которых на ПК работает программное обеспечение HMI. Интеграция пользовательской прошивки позволяет перераспределить задачи по обработке данных, что критически важно для высокопроизводительных систем, требующих стабильной работы в реальном времени.

Дополнительные решения для CANopen и CAN от ICP DAS

Помимо плат серии PEX-CPM100 и PEX-CM100, а так же их собратьев на шине PCI: PISO-CPM100U и PISO-CM100U, ICP DAS предлагает и другие решения для работы с протоколами CANopen и CAN. Среди них можно отметить: