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COMM INDUSTRIAL ETHERNET 56 - ELETTRONICA OGGI 471 - GIUGNO-LUGLIO 2018 plice ed efficace tra i protocolli e le rispettive applicazioni (EDS, GSD ed ESI). Oggi, la scelta di un microcontrollore o piattaforma CPU (e probabilmente anche di famiglie MCU/CPU) è influenzata in maniera significativa dal supporto software disponibile. Il middleware di comunicazione industriale si occupa della gestione della comunicazione Ethernet nella rete ed è in grado di affrontare le peculiarità specifiche di Industrial Ethernet, come ad esempio la gestione del sistema con i test di carico della rete PROFINET. Per quanto riguarda l’ap- plicazione, il middleware di comunicazione industriale offre interfacce per “agganciare” le librerie di protocollo sempli- ficando in tal modo la gestione di soluzioni multi-protocollo fuori progetto. La gestione dell’approccio multi-protocollo diventa davvero efficace attraverso una propria gestione variabile nel middleware di comunicazione industriale. Ciò consente a diverse applicazioni, e non solo a librerie di protocolli, di accedere al pool di variabili. Il middleware di comunicazione industriale non è destinato a sostituire un RTOS (o un OS), ma piuttosto è da considerarsi come un supplemento del sistema operativo, quindi come esten- sione funzionale per Industrial Ethernet e le necessarie specifiche. In combinazione con i sistemi “bare metal”, un middleware di comunicazione industriale rappresenta un ausilio fondamentale per il sistema. Il risparmio in termini di tempo e l’aumento per quanto riguarda la sicurezza sono considerevoli. In particolare, sui sistemi embedded solo l’u- so di un middleware di comunicazione industriale può ren- dere possibile l’implementazione. Il middleware di comuni- cazione industriale non è limitato alla sola comunicazione: anche l’applicazione effettiva sull’intera piattaforma trae vantaggio dalla presenza del middleware. Il maggior valore aggiunto si ottiene quando il middleware di comunicazione industriale mette a disposizione il proprio valore aggiunto intrinseco fin dall’inizio durante l’intera fase di sviluppo in modo da essere pronto per supportare esigenze ed esten- sioni future. Famiglia R-IN-Engine: prestazioni ed efficienza energetica Il middleware GOAL è stato già adattato e implementato nella nuova famiglia Renesas RZ/N1. Con l’introduzione di questa famiglia di prodotti, Renesas mette a disposizione una maggiore potenza di calcolo alle tipiche applicazione di comunicazione industriale. L’elevato livello di integrazio- ne combina un core applicativo basato su un Arm Cortex- A7 con un engine di comunicazione real-time su un singolo chip. Le soluzioni multi-chip esistenti in controller indu- striali, switch di rete industriali e pannelli operatore pos- sono ora essere sostituite da un singolo SoC (System on Chip) a basso consumo. La famiglia RZ/N1 offre prestazioni di rete industriale avanzate grazie a un potente switch inte- grato a cinque porte operante in real-time e fornisce tutte le funzionalità degli endpoint TSN necessarie, come traf- fic shaping, sincronizzazione temporale e classificazione/ priorizzazione dei frame. La famiglia RZ/N1 è composta da tre prodotti: RZ/N1D (di cui è visibile lo schema a blocchi in figura 3), RZ/N1S e RZ/N1L. Sia l’RZ/N1D che l’RZ/N1S comprendono un blocco applicativo e un blocco di comu- nicazione integrati sullo stesso chip. Il blocco applicativo del SoC RZ/N1D comprende due core ARM Cortex-A7 ed è particolarmente adatto per applicazioni di alta fascia quali switch di rete, PLC e gateway. Questo SoC è disponibile in due diverse tipologie di package: 400 BGA e 324 BGA. Il blocco applicativo dell’SoC RZ/N1S, invece, comprende un singolo core Arm Cortex-A7, ed è stato progettato per ap- plicazioni di fascia media come Nano PLC e terminali ope- ratore grafici. Anche questo SoC è disponibile in due diver- se tipologie di package: 324 BGA e 196 BGA. I blocchi di comunicazione dei due SoC sopracitati sono quasi identici e, a seconda della versione, mettono a disposizione tre o cinque porte Ethernet. Mentre RZ/N1D prevede una memo- ria interna di 2MB e un’interfaccia DDR esterna, RZ/N1S ha una memoria interna da 6MB e risulta ideale per lo svilup- po di prodotti compatti con pochi componenti esterni. RZ/ N1L, invece, non possiede un blocco applicativo dedicato, ma comprende solamente una CPU Cortex-M3. L’idea alla base di questo SoC è offrire un semplice componente di comunicazione paragonabile a R-IN32M3 dedicato ai clien- ti che desiderano aggiungere funzionalità di rete ai propri dispositivi esistenti. RZ/N1L è disponibile in package 196 BGA. La piattaforma GOAL fornisce la connettività tra un processore di comunicazione multi-protocollo (come RZ/ N1L o R-IN32M3) e un MCU host tradizionale, oppure, nel caso dei SoC ad alto grado di integrazione come RZ/N1D e RZ/N1S, la comunicazione tra i due blocchi. Siccome l’in- terfaccia target GOAL è disponibile per tutte le piattaforme basate su R-IN Engine, gli sviluppatori possono utilizzare lo stesso software su più SoC basati su R-IN Engine stesso, ovvero le famiglie di prodotti R-IN32M3, RZ/T1 e RZ/N1. Un solution kit basato su RZ/N1D o RZ/N1S e GOAL è già di- sponibile e può esser ottenuto attraverso i partner di distri- buzione, mentre il solution kit per RZ/N1L lo sarà a breve. Nota Ulteriori informazioni disponibili su: www.renesas.com/rzn Fig. 3 – Diagramma a blocchi RZ/N1D