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EMBEDDED 84 • MAGGIO • 2022 41 REAL TIME ETHERNET | HARDWARE alle conversioni e alle modernizzazioni. Tuttavia, OPC UA non ha un comportamento tempora- le deterministico, quindi non è adatto alla trasmissione di dati in tempo reale all’interno di stadi dell’impianto sincronizzate. Per lo scambio di dati tra controllori, OPC Foundation ha quindi introdotto il modello di comuni- cazione veloce Publisher-Subscriber (Pub/Sub). La tra- smissione continua, senza aspettare le risposte dei desti- natari tra i singoli messaggi, comporta già una notevole accelerazione della comunicazione e una riduzione del carico sulla rete. La capacità di un comportamento deter- ministico e in tempo reale, tuttavia, si ottiene utilizzando lo standard Ethernet in tempo reale TSN (Time Sensiti- ve Networking). Il nuovo Ethernet Il Time-Sensitive Networking (TSN) è un’estensione dello standard Ethernet dell’IEEE (Institute of Electri- cal and Electronics Engineers) con tutto un insieme di standard che regolano il comportamento di trasmissio- ne dei pacchetti di dati in diversi modi, conferendo in tal modo la possibilità di operare in tempo reale. A questo scopo, TSN prevede tre funzionalità fondamentali: la sincronizzazione attraverso una base temporale unifor- me, la pianificazione del traffico e la configurazione au- tomatica del sistema. In definitiva, solo la combinazione di OPC UA PubSub con la tecnologia di comunicazione TSN permette la re- alizzazione di applicazioni in tempo reale nell’ambiente industriale basati su standard di utilizzo generale. L’estensione di OPC UA con TSN garantisce la trasmis- sione deterministica dei dati in reti convergenti di gran- di dimensioni e contrbuire a eliminare la precedente separazione delle reti di macchine e IT. Essa può con- sentire l’implementazione di architetture decentraliz- zate “intelligenti” e dei concetti di azionamento centra- lizzato veloce. L’aumento delle prestazioni nel corso della ridefinizione di Ethernet fornisce un importante contributo in questa direzione. La tecnologia supporta reti di tip “reti plug- and-production” (in pratica è sufficiente connettersi per avviare il processo) formata da diverse migliaia di nodi che possono essere facilmente amministrati e configu- rati. Allo stesso tempo, i partecipanti alla rete possono comunicare fino a 18 volte più velocemente rispetto a quanto consentito con tutti i protocolli attuali. Tra l’al- tro, questo apre nuove possibilità nel campo delle appli- cazioni di azionamento che richiedono una sincronizza- zione molto accurata e delle attività di controllo. Già una realtà oggi Kontron , uno dei pionieri di questa tecnologia, aveva già presentato uno starter kit per TSN alla fiera SPS IPC Drives 2018 di Norimberga. A seguito di un aggior- namento del software dell’FPGA, questo kit ora suppor- ta anche nuovi standard come IEEE 802.1Qbu e 802.1CB per ridurre latenza e jitter, nonché le reti ridondanti e con tolleranza ai guasti. Lo stack open source conforme allo standard aperto OPC UA su TSN specificato nelle norme dello standard 62541 (con PubSub) e il protocollo netconf necessario per la gestione centralizzata tramite CUC e CNC sono ora integrati nello starter kit. Inoltre, Kontron sta equipaggianto un numero sempre crescente di prodotti standard con funzionalità TSN, come a esempio i moduli COM Express, i blade 3U VPX e SBC da 3,5”. Ciò è facilitato dall’integrazione della funzionalità TSN nei semiconduttori di numerosi pro- duttori, come i processori Intel Core di 11a generazione. La completa integrazione di OPC UA su TSN nell’hard- ware e software di Kontron permette agli utenti di re- alizzare in modo semplice reti convergenti basate su Ethernet, sulle quali la comunicazione deterministica sincronizzata nel tempo funziona anche in parallelo al normale traffico dati IT. In questo modo è possibile implementare applicazio- ni IIoT o Industry 4.0 basate su standard di protocollo Ethernet universalmente validi. CHRISTOPH NEUMANN, VP Technology, Kontron “TSN permette una comunicazione di dati in tempo rea- le e deterministica dal livello del sensore al cloud locale e si affermerà quindi a lungo termine come uno standard industriale uniforme e riconosciuto a livello globale”. Kontron sta dotando sempre più prodotti di funzionalità TSN come standard, come i moduli COM Express, i blade 3U VPX e gli SBC da 3,5” con processori Intel Core di 11a generazione. Sono anche disponibili switch compatibili con TSN