Компания freescale представила первые коммуникационные процессоры qoriq на базе arm

Коммуникационные процессоры QorIQ LS серии, построенные с использованием ARM Cortex™-A7 ядра

Выпуск нового семейства приборов семейства QorIQ LS1 укрепляет лидирующее положение фирмы Freescale Semiconductor в области коммуникационных процессоров. Приборы спроектированы так, чтобы обеспечить поддержку как широкого диапазона критичных к энергопотреблению сетевых применений, так и новых, активно развивающихся категорий применений, включая шлюзы Internet of Things и средства автоматизацию производства, средства контроля и измерения.

Каждый из трех новых процессоров семейства QorIQ LS1 оснащен двумя оптимизированными по уровню надежности ARM Cortex™-A7 ядрами. Возможности этих высоко экономичных ядер – используемых, обычно, в применениях с батарейным питанием, таких как смартфоны — были расширены внедрением технологии обнаружения и исправления ошибок. Выполненный специалистами фирмы Freescale Semiconductor предкремниевый анализ показал, что два Cortex-A7 ядра должны обеспечить на частоте тактирования в 1 МГц производительность свыше 6000 CoreMarks®, при типовом энергопотреблении всей SoC менее 3 Вт.

В дополнение к исключительно высокой энергетической экономичности, приборы семейства QorIQ LS1 отличает, также, беспрецедентный уровень интеграции каждого прибора, размещенного в корпусе, рассчитанном на размещение 3-ваттной системы-на-кристалле. Приборы LS1 семейства оснащены набором периферии и функциональных возможностей, оптимизированным под использование в способных надлежащим образом работать без использования рассеивающих тепло радиаторов применениях. В этот набор входят: контроллер LCD; ECC защита всех SRAM, повышающая надежность; поддержка и DDR3L, и DDR4 памяти; поддержка виртуализации, технологии QUICC Engine; SATA3 и USB 3.0 со встроенными PHY, и все это упаковано в систему-на-кристалле, занимающую площадь 19 мм x 19 мм.

Приборы семейства QorIQ LS1:

В совместимое по выводам и программным средствам семейство LS1 входят три прибора:

  • Высоко интегрированный QorIQ процессор LS1020A, наилучшим образом соответствующий использованию в не использующих дополнительных средств отвода тепла (fanless ) предпринимательских и потребительских сетевых применениях, таких как точки доступа предприятий, многопротокольные IoT шлюзы и средства обеспечения защиты
  • Процессор QorIQ LS1021A, дополненный встроенным контроллером дисплея и промышленными интерфейсами, ориентированный на использование в средствах автоматизации производства/автоматизации зданий, в системах коммуникации машина-машина (M2M ), в военных и космических применениях
  • Оптимизированный по стоимости QorIQ LS1022A процессор, который предоставляет высоко надежные рабочие характеристики для самых критичных к энергопотреблению промышленных применений с чрезвычайно критичными к выделяемому теплу корпусами

Полная поддержка процесса разработки

Уникальное сочетание практического опыта работы фирмы Freescale Semiconductor как в области коммуникационных технологий, так и в работе с активно расширяющейся ARM экосистемой предоставляет разработчикам доступ к полнофункциональному набору инструментария, ориентированного на упрощение процесса разработки конечных применений. Разработка применений, использующих приборы семейства QorIQ LS1, поддержана фирменной модульной платформой разработки Tower System, располагающей встроенными на плату средствами зондирования, и, кроме того, платформами третьих поставщиков.

Оценочные комплекты оснащены BSP поддержки Linux® 3.12, с оптимизированными драйверами, поддерживающими периферию, и шестимесячной оценочной лицензией на CodeWarrior средства разработки. Фирменные VortiQa программные средства предоставляют полнофункциональные программные стеки для предпринимательских и сетевых SMB применений, включая шлюзы, средства обеспечения защиты и облачное оборудование. Все приборы серии QorIQ LS поддерживаются, также, обширной экосистемой третьих поставщиков.

Параметрический поиск по компонентам

  • 21.02.2018 10:40Приемопередатчики интерфейса CAN с единым напряжением питания 3.3 В и защитой от перегрузок на шине до ±36 В
    Устройства также отличаются высокой пропускной способностью, функцией регулировки скорости нарастания выходного сигнала и малопотребляющим режимом ожидания
    Производитель: Exar Группа компонентов: CAN

  • 21.02.2018 10:22Миниатюрный модуль зарядного устройства малой мощности для работы в системах накопления энергии из окружающей среды
    Устройство, выполненное в виде готового решения с минимальным числом внешних компонентов, отличается низкой стоимостью, высокой эффективностью и чрезвычайно компактными размерами
    Производитель: Silvertel Группа компонентов: PoE-модули питания

  • 21.02.2018 10:08Низковольтный модуль драйвера светодиодов Ag201 с программируемой величиной выходного тока
    Благодаря возможности пользовательской установки максимального тока нагрузки, драйвер способен управлять различными типами светодиодов
    Производитель: Silvertel Группа компонентов: Контроллеры Дисплеев

  • 21.02.2018 09:53Коммутаторы Ethernet BCM56980 серий StrataXGS® Tomahawk® 3 с пропускной способностью 12.8 Tбит/с
    Семейство StrataXGS Tomahawk 3 с поддержкой до 32 портов стандарта 400GbE может использоваться для построения высокомасштабируемых распределительных, объединительных и масштабирующих коммутаторов
    Производитель: Broadcom Limited Группа компонентов: Ethernet

  • 21.02.2018 09:44Компактный DC/DC преобразователь в исполнении µModule® с током нагрузки 20 А в 1-канальной и 10 А на канал в 2-канальной конфигурации,
    ИС предназначена для каскадов питания ПЛИС, графических процессоров, специализированных микросхем и системного энергообеспечения
    Производитель: Analog Devices Группа компонентов: Понижающие преобразователи напряжения

  • 28.11.2017 06:05Скидки от 50% на ПО для проектирования печатных плат от Mentor Graphics
    ЗАО «Нанософт», официальный дистрибьютор компании Mentor Graphics, объявляет о старте специального предложения на приобретение программных решений для разработки электроники – PADS
    Производитель: Группа компонентов:
  • 24.09.2016 08:15Компания АВИТОН — официальный представитель Regatron (Швейцария)
    Компания Regatron осуществляет разработку и производство источников питания
    Производитель: Группа компонентов: Источники питания
  • 15.09.2016 08:42Arrow Electronics проводит в жизнь технологии краудфандинга с Indiegogo
    Их деятельность направлена на оптимизацию цепочки краудфандинг — продукт и должна ускорить темпы внедрения инноваций для технологии интернета вещей (IoT)
    Производитель: Arrow Electronics Russia Группа компонентов:
  • 08.08.2016 08:41«Новости Электроники + Светотехника» №01/2016: LED-освещение для промышленных объектов

    Производитель: Группа компонентов:

  • 22.07.2016 08:31Прошивка Serial Extender упрощает работу с модулями MBee
    Два радиомодуля MBee-868 с прошивкой Serial Extender позволяют заменить проводное последовательное соединение между двумя любыми устройствами с интерфейсом UART
    Производитель: Группа компонентов: Модули

  • 29.07.2015 10:24Компания Altera присоединилась с проекту OPNFV с целью привнести преимущества ПЛИС FPGA в технологию виртуализации сетевых функций
    Решения на базе ПЛИС FPGA и Систем-на-Кристалле уже ускоряют работу серверов дата-центров в области предоставления поисковых сервисов и свёрточных нейронных сетей
    Производитель: Altera Группа компонентов: FPGA
  • 29.07.2015 10:14Пример разработки хранилища данных на базе ПЛИС FPGA удваивает срок службы NAND FLASH памяти
    Архитектура ПЛИС FPGA со встроенным процессорным ядром предлагает инновационный метод создания устройств хранения данных для облачных приложений и высокопроизводительных вычислительных систем
    Производитель: Altera Группа компонентов: SoC FPGA
  • 08.07.2015 13:41Компания Pentair предлагает новые трехмерные чертежи и услуги для конструкторов на портале Traceparts
    Чертежи Schroff на портале Traceparts
    Производитель: Schroff Группа компонентов:
  • 13.04.2015 14:37Cypress Semiconductor: CySmart™ — приложения для устройств Bluetooth® с низким энергопотрбелением (BLE)

    Производитель: Cypress Группа компонентов: Bluetooth

  • 28.01.2015 09:43Audi выбрала Системы-на-Кристалле компании Altera для применения в автомобилях с функцией «Автопилот»
    Altera и TTTech Deliver Industry, лидер в области разработки продвинутых систем помощи водителю (ADAS), приступили к разработке систем управления автопилотируемых автомобилей для компании Audi
    Производитель: Altera Группа компонентов: Программируемая Логика

Новое в мире полупроводников

Читаем, обсуждаем, задаем вопросы

Freescale Semiconductor: LS1021A — новый коммуникационный процессор семейства QorIQ LS1 на базе ядра ARM мощностью потребления менее 3 Вт

Коммуникационный процессор QorIQ LS1021A отличается высоким уровнем интеграции и энергоэффективности и ориентирован для применения в безвентиляторных, компактных сетевых приложениях. Интегрируя два ядра ARM® Cortex®-A7 с кодом коррекции ошибок (ECC) и рабочей частотой до 1 ГГц, процессор QorIQ LS1021A обеспечивает расчетную производительность более 6000 CoreMark®, функции аппаратной виртуализации, защищенной начальной загрузки и доверенной архитектуры, а также широчайший набор высокоскоростных коммуникационных интерфейсов и оптимизированной периферии, когда-либо реализованных в процессорах с мощностью потребления менее 3 Вт.

Беспрецедентный уровень интеграции

Семейство процессоров QorIQ LS1 специально разработано для применения в новом поколении устройств с ограниченным энергопотреблением, объединив в себе энергоэффективность ядра ARM и более чем 12-летний опыт Freescale в сетевых коммуникационных технологиях и интеграции IP-блоков функций, с целью предложить пользователям высочайший уровень интеграции в единой системе мощностью потребления менее 3 Вт. Благодаря встроенному коду коррекции ошибок для кэш-памяти первого (L1) и второго (L2) уровней, поддержке архитектуры QUICC, передовому интерфейсу USB 3.0 и широкому набору высокоскоростных коммуникационных интерфейсов и периферийных модулей, процессоры QorIQ LS1 являются оптимальным выбором для многоядерных платформ, которым необходимо обеспечить более защищенный, интеллектуальный и эффективный режим работы без снижения производительности.

Процессорное ядро

Процессор QorIQ LS1021A интегрирует два ядра ARM Cortex-A7 с рабочей частотой 1 ГГц и кодом коррекции ошибок (ECC) для кэш-памяти первого и второго уровней. Оба ядра поддерживают по 32 Кбайт кэш-памяти данных и 32 Кбайт кэш-памяти инструкций первого уровня, совместно используют 512 Кбайт кэш-памяти второго уровня, оснащены модулями NEON SimD и блоками цифровой обработки сигналов (DSP) с плавающей точкой (FPU) двойной точности. Контроллер памяти DDR3L/4 поддерживает до четырех устройств с шириной шины 8, 16 или 32 бита на частоте до 1600 МГц.

Системные и коммуникационные интерфейсы

4-канальный, мультипротокольный сериализатор/десериализатор (SerDes) с рабочей частотой до 6 ГГц обеспечивает поддержку высокоскоростных интерфейсов, включая три порта Gigabit Ethernet с поддержкой IEEE® 1588, два порта PCI Expree® 2.0 управляемых DMA-контроллером и один порт SATA 3.0. Процессор LS1021A также оснащен двумя контроллерами USB интерфейса — один из которых поддерживает протокол SuperSpeed USB 3.0 и интегрированный физический уровнем, а другой — USB 2.0. Помимо этого реализована поддержка интерфейсов QuadSPI, IFC и карт памяти SD/MMC. Для сетевых аудио приложений LS1021A поддерживает интерфейсы ASRC и SPDIF. Для промышленных приложений процессор оснащен 4-канальным контроллером CAN интерфейса и поддерживает до 10 каналов UART для работы с различными промышленными протоколами. К дополнительным последовательным интерфейсам относятся 3-канальный I 2 C и 2-канальный SPI.

Масштабируемость

Основным преимуществом процессоров QorIQ, построенных на архитектуре Layerscape, является полная совместимость их функциональных особенностей, включая функции визуализации и когерентность кэш-памяти, а также единая система команд процессоров QorIQ LS1. Это, наряду с полной совместимостью по назначению выводов и программному коду с другими процессорами семейства LS1 — LS1020A и LS1022A — позволяет разработчикам с легкостью портировать свои приложения на новые поколения процессоров семейства QorIQ.

Отличительные особенности:

  • Два высокопроизводительных ядра ARM Cortex-A7 с DSP-блоками вычислений с плавающей точкой двойной точности и модулем набора команд NEON SimD
  • Кэш-память второго уровня общего пользования объёмом 512 КБ
  • Контроллер памяти DDR с поддержкой модулей DDR3L и DDR4 с частотой до 1600 МГц
  • Три виртуальных Ethernet-контроллера с утроенной скоростью передачи данных
  • Два контроллера шины PCIe 2.0
  • Интерфейс USB3.0 с интегрированным физическим уровнем PHY
  • Интерфейсы SATA3, CAN, протокол канального уровня HDLC/технология мультиплексирования с разделением во времени (TDM), SPI, I2C, I2S и 10 интерфейсов UART
  • Защищенный блок начальной загрузки
  • Доверенная архитектура и поддержка расширения безопасности ARM TrustZone, включая защиту от несанкционированного доступа и копирования

Область применения:

  • Защищенные шлюзы Интернета вещей
  • Сетевые системы безопасного хранения данных
  • Программируемые логические контроллеры
  • Точки доступа и маршрутизаторы
  • Торговые автоматы

Краткое описание процессоров LS1021A (англ.)

Продукция компании Freescale Semiconductor – краткий обзор

В конце 2003 года компания Motorola решила выделить из своего бизнеса производство аналоговых и цифровых электронных компонентов. Таким образом в 2004 году была образована компания Freescale Semiconductor. В настоящее время в номенклатурном портфеле Freescale Semiconductor около 14 тыс. наименований компонентов.

Основные сегменты рынка компании: автомобильная, промышленная, бытовая, беспроводная электроника и рынок телекоммуникаций. Каждый из сегментов широко представлен линейкой как цифровых, так и аналоговых решений.

Рассмотрим характеристики основных групп продукции, выпускаемой Freescale Semiconductor.

Микроконтроллеры

Компания Motorola — одна из известнейших компаний на полупроводниковом рынке. В 1974 году она выпускает на рынок микроконтроллер MC6800, который на долгие годы становится номером один в автомобильной и бытовой электронике. В 1984 году начат выпуск 32-разрядных микроконтроллеров MC68020. Большая история разработки и совершенствования 8- и 16-битных микроконтроллеров актуальна и на сегодняшний день. Первое поколение телекоммуникационных процессоров, которое до сих пор выпускается и востребовано, было запущено в производство в 1989 году. В настоящее время доступно шесть семейств, которые позволяют разработчику выбрать процессор под конкретную задачу. Портфель микроконтроллеров компании Freescale включает:

  • 8-разрядные семейства S08/RS08 (новинки семейства 9S08DZ128);
  • 16-разрядные — S12/S12X (MC9S12A256, MC9S12DJ256, MC9S12DG256);
  • DSC — цифровые сигнальные контроллеры для построения источников питания и систем управления приводом;
  • 24-разрядные DSP — цифровые сигнальные процессоры для коммуникационных и видео приложений;
  • 32-разрядные микроконтроллеры ColdFire для промышленных и бытовых применений;
  • 32-разрядные мультимедийные процессоры i.MX (новинками являются MCIMX27LVOP4A, MCIMX27VOP4A);
  • 32-разрядные коммуникационные процессоры MPC.

Беспроводные технологии (ZigBee, ISM)

Компоненты для беспроводной связи диапазонов до 1 ГГц выпускаются компанией уже более восьми лет и отлично зарекомендовали себя в автомобильной электронике. Год назад компания обновила линейку решений данного диапазона, что позволило существенно расширить области их применения. С 2004 года компания Freescale одной из первых предложила компоненты для беспроводной технологии ZigBee. Сейчас компания предлагает уже два поколения отдельных приемопередатчиков — MC1319x, MC1320x и два поколения интегрированных решений — MC1321x, MC1322x. Данная технология является наиболее молодой и перспективной для построения беспроводных сетей практически любой топологии, объединяющих устройства с батарейным питанием и обеспечивающих высоконадежную передачу небольших объемов информации, например, с датчиков или устройств сбора данных. Стандарты для сетей ZigBee разрабатываются альянсом ZigBee (www.zigbee.org).

Датчики

Более 25 лет компания Freescale Semiconductor совершенствует технологии производства полупроводниковых датчиков для таких отраслей как автомобилестроение, медицина, потребительская электроника. Среди этих приборов можно выделить датчики давления и ускорения. Несколько месяцев назад Freescale выпустил новую линейку датчиков давления: MPXV7002, MPXV7007 и MPXV7025. Полупроводниковые датчики давления выполнены с использованием современных технологий. Датчики предназначены для измерения абсолютного, относительного и дифференциального давлений сухих и влажных газов в диапазонах от 2,0 кПа до 1 МПа. Основа приборов — уникальный запатентованный чувствительный элемент (преобразователь) X-ducer, представляющий собой Х-образную тензорезистивную структуру, имплантированную в кремниевую диафрагму. Преобразователь имеет высокие показатели линейности, повторяемости, чувствительности и отношения сигнал/шум. Преобразователь монтируется в пластмассовый корпус, который в зависимости от типа измеряемого давления снабжен одним или двумя портами подвода давления, или же не имеет их вообще. Большинство датчиков содержат элементы температурной компенсации характеристики, калибровки смещения и диапазона, а также схемы нормализации выходного сигнала, реализованные на том же кристалле, что и X-ducer.

Датчики ускорения компании Freescale Semiconductor выполнены с использованием современной МEМS-технологии (формирование микромеханических структур на поверхности кристалла кремния), и различаются по максимальному диапазону измерения ускорения, числу рабочих осей и типу выхода (цифровые и аналоговые).

Компания Freescale Semiconductor выпустила также новое, полностью интегральное решение для измерения давления в автомобильных бескамерных шинах — MPXY8300. Микросхема предназначена для измерения давления, температуры и ускорения внутри автомобильной шины. Это актуальное и инновационное решение для автомобильной промышленности.

Радиочастотные компоненты

Высокочастотные транзисторы компании Freescale Semiconductor охватывают широкий спектр областей применений в промышленной и медицинской электронике, а также в коммуникационном оборудовании для систем связи и телерадиовещания. Новые радиочастотные компоненты компании построены на базе передовой технологии VHV6 50V LDMOS. Отличительная особенность всех RF-транзисторов компании — стабильность и линейность характеристик, высокий коэффициент усиления и высокий КПД. Низкая стоимость транзисторов обеспечивается инновационными технологиями в области изготовления корпусов и их материалов. В конце прошлого года семейство мощных RF-транзисторов пополнилось продуктами, устанавливающими новые стандарты для RF-компонентов данного класса и позволяющими значительно уменьшить стоимость решения за счет значительного сокращения числа транзисторов в усилительном каскаде. Сегодня доступны транзисторы с пиковой мощностью до 1 кВт.

Стоит также упомянуть и линейку микросхем для аудио/видеоприложений, ТВ-приставок и ТВ-приемников (тюнеры, модуляторы, энкодеры).

Аналоговые компоненты и управление питанием

Компания Freescale Semiconductor выпускает широкий портфель микросхем питания (линейные и DC/DC-регуляторы напряжения), а также аналоговых компонентов (драйверы затвора мощных транзисторов, ключи верхнего/нижнего уровней и программируемые ключи, микросхемы мониторинга контактов). Недавно компания расширила линейку своих приборов для управления питанием, выпустив микросхемы MC34700 и МС34704. Это, соответственно, 4- и 8-канальные микросхемы, оптимизированные для применения в таких системах, как ТВ-приставки, кабельные модемы, принтеры, факсы, кассовые терминалы, бытовые приборы, оборудование для связи и мультимедиа, DVD-плееры и т.п. Микросхемы включают в себя регулируемые импульсные стабилизаторы и LDO-стабилизаторы.

Магниторезистивная память

Технология MRAM была разработана как универсальная технология, замещающая ОЗУ и ПЗУ одновременно. На сегодняшний день компания Freescale является единственной в мире компанией, внедрившей технологию MRAM в серийное производство. Первая микросхема памяти MRAM была выпущена в 2004 году (чип объемом 4 Мбит с параллельным интерфейсом — MR2A16A), сейчас доступны микросхемы объемом 1 Мбит (MR0A16A), 2 Мбит и 4 Мбит. В планах компании — в ближайший год выпустить недорогие MRAM-микросхемы с SPI-интерфейсом. Отличительные особенности MRAM-памяти: энергонезависимость, быстрые времена чтения/записи (сравнимые со SRAM), неограниченное число циклов перезаписи, неразрушающее чтение ячеек памяти (по сравнению с FRAM).

Средства разработки

Компания Freescale предлагает отладочные наборы и средства разработки для всех семейств выпускаемых микроконтроллеров, датчиков, аналоговых компонентов и микросхем беспроводной связи. Причем в большинстве случаев доступны как крайне недорогие оценочные комплекты, так и более функциональные системы разработки. Уникальным предложением компании в области ускорения собственных разработок заказчиков являются примеры разработок (Reference Designs), представляющие собой, по сути, законченные системы, и включающие полный набор конструкторской документации и программного обеспечения в исходных кодах.

Производственный корпус Freescale в г. Остин, штат Техас

Компания freescale представила первые коммуникационные процессоры qoriq на базе arm

Модули и компьютеры на базе NXP i.MX6/6UL/7, TI AM335x «Sitara»

Модули на базе ARM, PowerPC, QorIQ, промышленные компьютеры и терминалы

CANopen, интерфейсы CAN-USB, PLC на базе TriCore, ColdFire, PPC, XC16x

Адаптеры PCAN для подключения шины CAN к PC

C/C++ компиляторы, симуляторы, IDE, RTOS, оценочные платы и эмуляторы

Инструментальные средства разработки и отладки для ARM контроллеров

Средства разработки для AURIX, TriCore, Power Architecture, Cortex, ARM, C166/ST10, XE166/XC2000 и SH-2A

электротехническое оборудования Siemens и Moeller, системы бесперебойного питания Maserguard и SPower, маркировка, кабельные наконечники, инструмент

Во встраиваемых системах одновременно выполняется большое количество задач различных по характеру и быстродействию. При проектировании встраиваемых систем разработчик часто сталкивается со следующими проблемами:
— задача должна быть выполнена на коротком интервале времени и через гарантированное время от нее должен быть получен ответ (операционные системы реального времени с «жесткой реакцией»),
— различные по времени и логике работы задачи подчинены друг другу и должны выполняться одновременно,
— задачи должны реагировать на прерывания, отслеживать их приоритет и иметь возможность работать с многочисленными интерфейсами.
Решение перечисленных проблем достигается с помощью операционной системы реального времени Real-Time Kernel, при использовании которой разработчик получает следующие преимущества:
— разбиение программы на простые задачи,
— модульный принцип построения многозадачных приложений,
— сокращение затрат времени на разработку и тестирование приложения,
— простое конфигурирование для любого микроконтроллера,
— широкий набор функций для отслеживания событий и пересылки сообщений,
— быстрое переключение при прерываниях,
— минимальные затраты системных ресурсов.

RL-ARM — RealView® Real-Time Library
Одним из решений операционной системы реального времени для ARM микроконтроллеров является RealView® Real-Time Library компании Keil (RL-ARM). RL-ARM содержит библиотеку стандартных компонентов, необходимых разработчику при создании современных встраиваемых систем:
• RTX Real Time Kernel — полнофункциональная операционная система реального времени RTX Keil, которая осуществляет управление процессорным временем, семафорами (для распределения ресурсов), событиями (для синхронизации задач) и почтовыми ящиками (для связи между задачами). RTX легко настраивается при помощи файла конфигурации.
• TCP/IP Networking Suite – коммуникационный модуль на базе стека TCP/IP, специально адаптированный для встраиваемых приложений. Он включает в себя TCP и UDP сокеты, PPP и SLIP интерфейсы, DNS, Telnet, TFTP, SMTP, встроенный Веб-сервер и CGI с защитой паролем. Стек работает как с Ethernet, так и с последовательным интерфейсом (модемом). Сконфигурированные примеры предназначены для работы на нескольких стандартных демонстрационных платах.
• Flash File System — система, которая позволяет сохранять файлы на Flash, ROM или RAM. Это полезно в решениях, где требуется большое количество памяти для хранения данных или для систем с Интернет -интерфейсами HTTP или FTP.
• USB Device Interface – драйверы USB, которые позволяет подключать стандартные устройства, такие как HID или Mass Storage.
• CAN Interface — в RTX Keil входят библиотеки CAN, которые предоставляют мощный и простой интерфейс для различных контроллеров CAN.

RL-ARM и все его компоненты поставляются как royalty-free, т.е. без дополнительных лицензионных отчислений на каждый создаваемый с их помощью проект. Каждая приобретаемая лицензия позволяет одному инженеру использовать RL-ARM для неограниченного числа проектов.

Real-Time Kernel
Операционная система реального времени позволяет сократить время разработки, создать надежную, расширяемую систему и упростить логическую структуру приложения, т.к. часть функций выполняется непосредственно самой операционной системой. Использование Real-Time Kernel позволяет разработчику сконцентрироваться на создании приложения, а не на управлении ресурсами системы, составляя расписание переключения задач и расставляя приоритеты. Распределением ресурсов занимается сама операционная система. Real-Time Kernel представляет собой разделительный слой между программным обеспечением и аппаратной частью, что позволяет среди прочего осуществить модернизацию аппаратуры без существенной переработки программы.
Проблемы реального времени и многозадачности в Real-Time Kernel решаются с помощью механизмов синхронизации. Операционная система работает под управлением одного из таймеров микроконтроллера, который измеряет относительное время с момента старта. В качестве временных отсчетов служат прерывания от таймера. Интервал между прерываниями называется квантом времени. Механизм синхронизации задач базируется на трех методах синхронизации:
• Сигналы (Signals) — самый простой и быстрый способ синхронизации, когда одна задача для запуска на выполнение другой задачи посылает в нужный момент сигнал
• Сообщения (Messages) — это данные, пересылаемые через почтовые ящики. Почтовый ящик хранит множество сообщений по принципу FIFO, т.е. поступившее первым сообщение, первым выдается на обработку. Если несколько задач ожидает сообщения, его забирает задача с наивысшим приоритетом
• Семафоры (Semaphores) — механизм для разделения общих ресурсов, таких как последовательный порт. При потребности в ресурсе задача выставляет требование к соответствующему семафору и семафор его предоставляет, если нет других задач нуждающихся в ресурсе.
Задача может ожидать наступления различных событий, не затрачивая при этом ресурсов микроконтроллера. К событиям относятся: получение сообщения, выставление сигнала, прерывание, разрешение от семафора, истечение кванта времени, любая комбинация этих событий. Пока одна задача ожидает появления события, другие задачи выполняются. Задача с наивысшим приоритетом поступает на выполнение вне очереди, прерывая текущую. Если инициации такой задачи не произошло, то по истечению кванта времени происходит переключение на другую задачу с тем же приоритетом.
Для хранения промежуточных результатов может потребоваться область динамической памяти. В многозадачных системах время загрузки и выгрузки памяти не должно превосходить заданный лимит. По этой причине блоки переменного размера не подходят к приложениям реального времени. Real-Time Kernel работает с пулом памяти, выстроенным из фиксированных по размеру блоков. Можно создавать до 256 различных пулов памяти (каждый использует блоки различного, но фиксированного размера). Каждый пул состоит из 255 блоков.
Что означает “реальное время”?

Иногда понятие реального времени напрямую связывают с высокой скоростью исполнения. Приложения, работающие в реальном времени, конечно, могут быть быстрыми, но работа в режиме реального времени лишь означает, что задание должно выполняться за какой-то определенный отрезок времени или в каком-либо заранее определенном порядке наряду с другими заданиями. Системы, работающие в реальном времени могут быть относительно медленными. Хорошим примером может служить система выдачи багажа в аэропорту. Данная система не является быстрой, но должна обеспечить доставку багажа во вполне определенное место, что требует контроля в режиме реального времени, иначе багаж попадет не по адресу. Все задачи можно разделить на 2 класса:
• Быстрые задачи, у которых время ответа и время переключения при прерываниях значительно меньше, чем у стандартных задач. Быстрой задаче выделяется специальный банк регистров и специальный программный стек, которые не могут быть использованы другими задачами.
• Стандартные задачи используют меньше памяти, чем быстрые, но тратят больше времени при переключении задач. Стандартные задачи используют общий банк регистров и область стека. Когда задача прекращает свое выполнение, содержимое регистров и стека копируются во внешнее ОЗУ. При возвращении к обработке задачи, состояние ее регистров и область стека восстанавливаются.
Прерывания обрабатываются как быстрыми, так и стандартными задачами.

RTX Real-Time Kernel

Хорошая операционная система реального времени способна создавать сложные, быстрые, гибкие, но в то же время простые с точки зрения реализации и дальнейшей поддержки встраиваемые системы. Предсказуемость работы и возможность расширения – также необходимые условия для хорошей операционной системы. Real-Time Kernel должна обеспечивать выполнение задач в течение определенного периода времени, и это время должно сводиться к минимуму. Значительное число уровней прерывания (более чем 128), большое количество задач и гибкость диспетчеризации – вот требования которым должна отвечать операционная система реального времени для встраиваемых систем.
Keil RTX оптимизирована для 32-разрядной архитектуры ARM и полностью отвечает всем этим требованиям. RTX имеет следующие характеристики: малое время переключения

Компания freescale представила первые коммуникационные процессоры qoriq на базе arm

Компания Freescale Semiconductor опубликовала документацию («P1025 EtherCAT® PLC Master Reference Platform User Guide») на эталонную (reference) платформу создания инновационных программируемых логических контроллеров (PLC, ПЛК) на основе двухъядерного процессора Freescale QorIQ P1025. Эталонная платформа объединяет широко известное программное обеспечение для протокола EtherCAT от KPA, исполнительную систему ISaGRAF и операционную систему реального времени (RTOS, ОСРВ) QNX Neutrino для увеличения функциональности, надежности и производительности приложений, взаимодействующих по протоколу EtherCAT.

ПЛК эталонной платформы обеспечивает миллисекундное время отклика для EtherCAT-задач, используя при этом только один процент процессорного времени одного ядра двухъядерного процессора QorIQ P1025. Это оставляет достаточный запас ресурсов для выполнения протокола связи и управления приложением в одном устройстве. Клиенты могут также распределить функции по обработке на два ядра или изолировать функции управления в реальном масштабе времени на одном ядре, в то во время как выполнение функций обработки и связи выполнять на другом ядре. А для более сложных алгоритмов управления семейство процессоров Freescale QorIQ P1 предлагает совместимые по разъемам одноядерные варианты для сокращения затрат и двухъядерные варианты, которые масштабируются до 5,700 млн. команд в секунду (MIPS). Программное и аппаратное обеспечение, разработанное на P1025, может быть легко развернуто на всю линейку процессоров QorIQ P1, включая P1012, P1021 и P1016.

ISaGRAF Firmware (Исполнительная система ISaGRAF) позволяет разработчикам легко создавать многофункциональные системы управления, основанные на языках стандартов IEC 61131-3 и IEC 61499. Это позволяет легче переносить существующие приложения на новые платформы, основанные на процессорах QorIQ и ОСРВ QNX Neutrino. ISaGRAF обеспечивает полную среду разработки приложений управления под названием ISaGRAF 6 Workbench, которая включает подключаемые модули для функций, таких как языки стандарта IEC 61131-3, интегрированный HMI и KPA Studio для комплексного управления EtherCAT Slave. Модульность ISaGRAF 6 позволяет клиентам создавать собственный вариант Workbench, только с теми функциональными возможностями, которые необходимы для их системы управления.

ОСРВ QNX Neutrino имеет проверенный послужной список в области ПЛК, систем управления поездами, ветровых турбин, АЭС, систем управления зданиями, автоматизированных систем управления и других важных отраслях. QNX предлагает метод адаптивного управления процессорными ресурсами (adaptive CPU partitioning ) и поддержку многоядерности и обеспечивает требуемые возможности для систем автоматизации и управления, включая изоляцию процесса, предсказуемость процесса и механизмы самовосстановления.

Программные модули EtherCAT master и slave от KPA (www.koenig-pa.com) устраняют необходимость в коммутаторах и маршрутизаторах, снижают сложность и стоимость систем автоматизации производства, управления процессами, промышленных электроприводов, устройств управления и обеспечения безопасности движения. EtherCAT master от KPA предлагает простую в использовании функциональность жесткого реального времени, средства конфигурирования и мониторинга сети. Он реализован на языке C для высокопроизводительных, масштабируемых EtherCAT-систем и включает такие функции, как поддержка резервирования, горячего подключения и наличия нескольких мастеров. Инструмент EtherCAT Studio помогает разработчикам легко настроить и отладить сеть EtherCAT включает различные функции, такие как системный журнал, временной анализ без необходимости использования внешних инструментов, проектирование топологии проекта.

Дизайн эталонной ПЛК основан на процессорах Freescale QorIQ, которые включают в себя одно- и несколько двухъядерных вариантов с интегрированной поддержкой для коммуникационных протоколов, таких как EtherCAT и EtherNet/IP, PROFINET, PROFIBUS. Решения Freescale для управления и работы с промышленными сетями соответствуют по своей надежности и производительности требованиям проектов в области охранных систем и систем безопасности важнейших объектов инфраструктуры. Защищенные процессоры Freescale часто выбираются для систем промышленного контроля, зондирования, сетей и человеко-машинного интерфейса (HMI), интеллектуальных сетей в энергетике, здравоохранения, промышленной автоматизации и приводов, управления двигателем, бытовой электронике, управления зданиями, торговыми киосками, в аэрокосмической и оборонной отрасли.

Эталонная платформа ПЛК поддерживается мощными средствами разработки от всех четырех компаний, включая EtherCAT Studio от KPA, ISaGRAF 6 Workbench, QNX Momentics Tool Suite и Freescale CodeWarrior Development Suite.

Эталонная платформа ПЛК состоит из 4 уровней интеграции:

1. ISaGRAF® Workbench & KPA EtherCAT Studio

Позволяет пользователям запускать KPA EtherCAT Studio внутри среды ISaGRAF 6 и конфигурировать все EtherCAT Slave. Конфигурирование выполняется с помощью:

  • Чтения xml-файла описания Slave,
  • Генерации устройства ввода-вывода в проекте,
  • Связывания устройства ввода-вывода с выбранным ресурсом,
  • Использования устройства ввода-вывода внутри ресурса.

KPA EtherCAT Studio интегрируется с ISaGRAF 6 Workbench как плагин. В ISaGRAF 6 поддерживаются все возможности KPA EtherCAT Studio:

  • Сетевое конфигурирование
  • Топология EtherCAT
  • Диалоговый Chart Viewer
  • Snapshot Viewer
  • Системный журнал данных EtherCAT
  • Process Image Viewer
  • Расширяемая библиотека для Slave…

Плагин KPA EtherCAT Studio включает логику, которая выступает в качестве связующего звена между конфигурацией, сделанной KPA EtherCAT Studio и проектом пользователя ISaGRAF 6. Он управляет:

  • Присоединением slave к конкретному ресурсу (через средство drag and drop)
  • Установкой IP-адреса мастера в deployment view
  • Заданием связи устройства ввода-вывода ISaGRAF с соответствующими слэйвами
  • Импортом существующего имени EtherCAT slave в ISaGRAF dictionary
  • Обновление и синхронизацию KPA EtherCAT Studio и ISaGRAF Workbench (например, при удалении ресурса)

2. ISaGRAF Firmware & EtherCAT Stack

KPA EtherCAT Stack интегрируется с ISaGRAF Firmware. Взаимодействие между каждым ресурсом и стеком выполняется через разделяемую память. Доступ к этой разделяемой памяти выполняется, используя драйвер (.c и .h файл), автоматически генерируемый с помощью средства EtherCAT Definition Builder.

Эта интеграция поддерживает следующие возможности:

  • EtherCAT distributed clock
  • Различные темпы сканирования для EtherCAT PDO
  • EtherCAT Hot Connect
  • Темп работы EtherCAT Master до 50 µs
  • Многозадачная реализация в среде QNX Neutrino
  • Доступность ввода-вывода для нескольких ресурсов

ISaECAT – это процесс, который отвечает за:

  • Инициализацию EtherCAT master
  • Инициализацию сервера RPC, который разрешает удаленный доступ для KPA EtherCAT Studio для выполнения диагностики
  • Циклическое чтение и запись в образ процесса (Process Image) из EtherCAT master, используя разделяемую память

3. ISaGRAF Firmware & QNX® Neutrino® RTOS

4. Процессорный модульTWR-P1025 на основе Freescale Dual-core QorIQ P1025

Дополнительную информацию можно получить в материалах (pdf-файлы) компаний Freescale и KPA: «EtherCAT® Programmable Logic Controller Reference Platform» и «KPA EtherCAT® Studio».

О программе ISaGRAF v6.1

ISaGRAF 6.1 Workbench — это модульная и гибкая среда, которая дает возможность пользователям добавлять или удалять компоненты. Каждый компонент в Workbench был разработан по технологии ISaGRAF на основе Microsoft® .NET Framework, называющейся Единой Платформой Автоматизации (ACP, Automation Collaborative Platform), и осуществляет взаимодействие при помощи этой технологии. ISaGRAF ACP обеспечивает способность добавлять или удалять различные плагины для выполнения специальных требований продукта автоматизации. Cкачайте демо-версию ISaGRAF Workbench 6.1 и ISaGRAF 6.1 CAM 5 прямо сейчас.

О компании ISaGRAF Inc.

Компания ISaGRAF Inc. является частью Rockwell Automation. ISaGRAF Inc. — это ведущий в мире производитель программного обеспечения автоматизации c головным офисом в Канаде и представительствами во Франции, Германии и Китае.

Флагманский продукт компании – пакет ISaGRAF полностью совместим с промышленными стандартами IEC 61499 и IEC 61131, что подтверждено T?V Rheinland, и может быть использован для создания различных продуктов автоматизации, включая встроенные µ-контроллеры, PAC, PLC, DCS, RTU, CNC, датчики движения и системы безопасности.

Поддерживая протоколы IEC 61850, DNP 3.0 IEC 870.5, пакет ISaGRAF обеспечивает высокий уровень стандартизации, интеграции и коммуникации в рамках современных систем автоматизации, предлагая профессиональные открытые системы управления, действующие в режиме реального времени с гарантией отказоустойчивости, надежности, высокой производительности и гибкости.