Пополнение в рядах коммуникационных плат CAN, CANopen

Компания ICP DAS представила расширение своего ассортимента коммуникационных решений, выпустив две новые серии компьютерных плат с интерфейсом PCIe: PEX-CPM100 для CANopen и PEX-CM100 для стандартного CAN. Эти платы предназначены для промышленного применения, где важны высокая надежность и скорость передачи данных между устройствами.

Серия PEX-CPM100 с CANopen

Платы серии PEX-CPM100 (модели PEX-CPM100-D и PEX-CPM100-T) разработаны для работы с промышленным протоколом CANopen и полностью соответствуют стандарту версии 4.02. Эти устройства поддерживают как роль мастера, так и слейва, что делает их универсальными для управления сетью и работы в распределенных системах. Основное различие между моделями заключается в типе выходного разъема:

• DB9 в модели "D"

• Клеммная колодка в модели "T" (terminal block)

Комплект поставки включает:

• Плату серии PEX-CPM100

• Руководство Quick start

• Кабель 4PCA-0904

Кабель 4PCA-0904 является отладочным и может подключаться к порту RS-232 компьютера или преобразователю интерфейсов, такому как I-7561. Он используется для:

• Мониторинга работы платы в реальном времени, включая получение данных о передаче, состоянии буферов и внутренних процессах.

• Обновления прошивки или конфигурации платы на низком уровне для адаптации к изменениям в сети или специфическим условиям работы.

• Диагностики ошибок передачи данных и выявления неисправностей в сложных системах с большим количеством узлов.

Основные особенности:

• CANopen: возможность работы с сетями до 256 узлов, что делает платы отличным решением для крупных распределенных систем.

• Интерфейсы: варианты подключения включают модель PEX-CPM100-D с разъемом DB9 и PEX-CPM100-T с разъемом Phoenix, что обеспечивает гибкость интеграции в различные промышленные среды.

• Поддержка PDO/SDO: платы поддерживают обмен данными с использованием протоколов PDO (Process Data Object) и SDO (Service Data Object), что позволяет гибко управлять передачей данных между устройствами.

• Диагностика и мониторинг: встроенные средства диагностики позволяют в реальном времени отслеживать состояние сети и оперативно устранять ошибки.

Передача данных в сети CANopen может быть настроена с минимальными задержками, что особенно важно для систем реального времени, таких как управление промышленным оборудованием или автомобилями.

Серия PEX-CM100 с CAN

Модели PEX-CM100 (версии PEX-CM100-D и PEX-CM100-T) предназначены для работы с протоколом CAN, обеспечивая эффективную связь с устройствами в системах с высокой нагрузкой и минимальной задержкой. Эти платы поддерживают скорость передачи данных до 1 Мбит/с, что соответствует спецификациям CAN 2.0A и CAN 2.0B.

Основные принципы работы плат:

Буферизация данных и управление сообщениями
Обе версии плат оборудованы внутренними FIFO-буферами для приема и передачи сообщений, что минимизирует риск потери данных даже при высоких скоростях обмена или большой нагрузке сети. Обработка данных происходит последовательно, что облегчает управление на уровне программного обеспечения и снижает нагрузку на центральный процессор.

• Буфер приема: FIFO-буфер для входящих сообщений предотвращает потерю данных при перегрузке шины CAN или CANopen, что особенно важно в системах с большим количеством подключенных устройств или в условиях высокой загрузки сети.

• Буфер передачи: FIFO-буфер для исходящих сообщений обеспечивает своевременную отправку данных в сеть, что позволяет избежать задержек в передаче информации.

Эти буферы гарантируют надежную работу системы даже при значительных колебаниях нагрузки на сеть, что особенно актуально для систем с требованиями реального времени.

Фильтрация и маскирование сообщений

Платы PEX-CM100 и PEX-CPM100 поддерживают механизм фильтрации сообщений, что позволяет системе обрабатывать только важные данные, игнорируя нерелевантную информацию. Этот механизм основан на маскировании, которое применяется как для стандартных, так и для расширенных сообщений в зависимости от выбранного режима.

• Маскирование идентификаторов: Платы могут отфильтровывать сообщения, сравнивая идентификаторы данных с пользовательской маской, что снижает нагрузку на систему и позволяет обрабатывать только необходимые данные.

• Поддержка стандартных и расширенных режимов: Платы поддерживают фильтрацию как для стандартных 11-битных идентификаторов, так и для расширенных 29-битных, что делает их универсальными для различных сетевых конфигураций.

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

Обеспечение надежности и управление ошибками

Платы обеих серий оснащены встроенными механизмами для управления ошибками, что позволяет им сохранять стабильную и надежную работу даже в условиях сильных электромагнитных помех или сетевых сбоев. Эти механизмы включают:

• Автоматическое обнаружение ошибок: Платы автоматически проверяют корректность передаваемых данных с помощью встроенных средств, таких как CRC. Если обнаруживаются ошибки, данные отвергаются, и программное обеспечение может инициировать повторную отправку.

• Аппаратное управление перезапуском: В случае серьезных ошибок платы могут автоматически перезапустить процесс передачи данных, что помогает сократить задержки и поддерживать бесперебойную работу системы.

• Поддержка программного и аппаратного сброса: Возможность выполнения как программного, так и аппаратного сброса позволяет быстро восстановить работоспособность сети в случае сбоев.

Преимущества для промышленных систем

Использование этих плат в промышленных системах предоставляет множество преимуществ:

• Минимальные задержки при передаче данных благодаря усовершенствованным алгоритмам обработки сетевого трафика.

• Поддержка многозадачности, которая позволяет эффективно управлять потоками данных от большого количества устройств.

• Гибкость настройки: Платы легко адаптируются под специфические требования пользователя благодаря поддержке протоколов CANopen и CAN.

• Высокая устойчивость к помехам и надежная работа в суровых промышленных условиях благодаря встроенным защитным механизмам и экранированным интерфейсам.

Программное обеспечение и API

Для интеграции плат с CANopen ICP DAS предлагает мощные программные инструменты и API-библиотеки для работы с протоколами CANopen и CAN. Эти библиотеки совместимы с Windows и Linux, что значительно облегчает разработку и настройку пользовательских приложений:

• Утилиты для мониторинга и диагностики: Платы поставляются с программными утилитами для мониторинга сетевой активности и диагностики ошибок, что позволяет пользователям контролировать состояние сети в режиме реального времени.

• Поддержка языков C и C++: Разработчики могут использовать стандартные языки программирования для взаимодействия с платами, что делает процесс интеграции более простым, особенно для тех, кто уже работает с этими языками.

Дополнительно пользователи могут создавать свои собственные прошивки с помощью предоставленных библиотек. Специальные утилиты позволяют загружать пользовательские прошивки, заменяя стандартные. Это дает возможность эффективно передавать данные между программой на ПК и пользовательской прошивкой через микросхему памяти DPRAM (Dual-Port Random Access Memory). Такой подход позволяет платам обрабатывать потоки данных CAN заранее, разгружая процессор ПК и удовлетворяя требования приложений реального времени.

В отличие от стандартных CAN-карт, не обладающих интеллектуальными функциями, эти платы предлагают значительные преимущества, особенно в системах, где на ПК используется ПО HMI. Интеграция пользовательской прошивки позволяет перераспределить задачи обработки данных, что особенно важно для высокопроизводительных систем с требованиями к стабильной работе в режиме реального времени.

Другие решения для CANopen и CAN от ICP DAS

Кроме плат серий PEX-CPM100 и PEX-CM100, а также их аналогов на шине PCI (PISO-CPM100U и PISO-CM100U), ICP DAS предлагает широкий спектр решений для работы с протоколами CANopen и CAN, включая:

• Модули ввода-вывода серии CAN-2000C, работающие по протоколу CANopen 

• Конвертеры и повторители CAN

• Шлюзы для интеграции CAN с Modbus, DCON, DeviceNet, J1939

• Медиаконвертеры серии I-2533 для передачи CAN через оптоволокно

CAN-логгеры