Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Multimetr FlukeMultimetr Fluke
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Nowy HAT dla Raspberry Pi 4 wprowadza sieci czasowozależne (TSN)

ghost666 22 Aug 2021 22:51 678 0
  • Nowy HAT dla Raspberry Pi 4 wprowadza sieci czasowozależne (TSN)
    Firma InnoRoute zaprezentowała swoją "Real-Time HAT", nakładkę HAT dla Raspberry Pi 4, która umożliwia obsługę sieci typu TSN i innych protokołów czasu rzeczywistego. HAT oparty jest na układzie FPGA Artix-7 obsługuje TSN i PoE poprzez trzy porty GbE.

    Moduł ten wprowadza do Raspberry Pi 4 funkcję Time-Sensitive Networking (TSN). Sercem funkcji Real-Time HAT jest układ programowalny Xilinx Artix-7 i trzy układy ADIN13007, firmy Analog Devices - są to transceivery Gbit Ethernet. HAT ten umożliwia precyzyjne taktowanie sieci do obsługi protokołów czasu rzeczywistego, takich jak TSN i inne. Może wykonywać synchronizację między modułami HAT, przez sieć lub z wykorzystaniem zewnętrznego odbiornika GPS z sygnałem PPS. Złącza modułu są skonfigurowane w taki sposób, aby dodatkowe nakładki HAT można było podłączyć na szczycie nakładek HAT w czasie rzeczywistym.

    InnoRoute twierdzi, że stworzył Real-Time HAT jako niedrogą alternatywę dla wysokiej klasy przemysłowych routerów Ethernet/TSN jak np. TrustNode. Firma zauważyła również potrzebę zastosowania nakładki FPGA HAT ogólnego przeznaczenia z portami Ethernet, do monitorowania sieci na Raspberry PI, np. do routingu z akceleracją sprzętową i innych aplikacji. Połączenie Ethernet Raspberry Pi nie ma funkcji przydatnych w wielu profesjonalnych aplikacjach sieciowych, takich jak wyzwalane czasowo wysyłanie ramek, precyzyjne oznaczanie czasu odbioru w celu zaawansowanej analizy ruchu oraz precyzyjna i dokładna synchronizacja czasu w sieci. Tymczasem RPi nie może być łatwo używane między innymi urządzeniami sieciowymi, ponieważ zapewnia tylko jeden port sieciowy. Real-Time HAT rozwiązuje te problemy, dodając te funkcje związane z siecią.

    Na rynku pojawia się wiele modułów HAT dla Raspberry Pi HAT. W tym modułu takie, jak JTAG HAT Blinkinlabs, HAT WM1302 firmy Seeed z modułem bramy LoRaWAN, HAT modułu bezpieczeństwa HSM4 firmy Zymbit oraz własny HAT PoE+ od Raspberry Pi Trading. Prezentowany moduł to pierwszy HAT, jaki dedykowany jest do sieci typu TSN, chociaż funkcjonalności TSN oferowany były w innych produktach modułowych, takich jak moduł TQMa65xx firmy TQ-Embedded, komputer PC tymu embedded rSPC-6000 firmy Vecow i moduł LEC-iMX8M SMARC firmy Adlink. Produkt Adlink oferuje również PTP (Precision Time Protocol) zgodny z IEEE-1588 i opcjonalną obsługę TSN.

    Jak pokazano na poniższym schemacie, moduł ten wykorzystuje układ FPGA Xilinx Artik-7 i dwa układy pamięci do opcjonalnego rozszerzenia bufora. W przypadku portu GbE 0, zapewnia on sygnalizację zgodną z IEEE1588/TSN, port GbE 1 łączy się z Raspberry Pi 4, a port GbE 2 obsługuje PoE, bez wsparcia dla TSN. Płytka posiada standardowe 40-pinowe złącze Raspberry Pi. Inne komponenty obejmują złącza JTAG i PMod, trzy diody LED i pamięć EEPROM dla pełnej zgodności z Raspberry Pi HAT.

    Nowy HAT dla Raspberry Pi 4 wprowadza sieci czasowozależne (TSN)


    Omawiany moduł łączy się z Raspberry PI przez dwa interfejsy, jak pokazano na schemacie. Transfer pakietów odbywa się za pośrednictwem krótkiego łącza Gbit Ethernet, podczas gdy nagłówek GPIO Raspberry PI służy jedynie do konfiguracji i sygnalizacji stanu modułu. Jeśli chodzi o przepustowość, HAT zapewnia przekazywanie danych z prędkością łącza z wybraną szybkością (10/100/1000 Mb/s na port). Przekazywanie jest ograniczone tylko przez interfejs Ethernet Raspberry PI. Oznacza to 1 Gb/s dla Raspberry PI 4. W przypadku Raspberry PI 3B+ i niższych przepustowość jest ograniczona przez interfejs sieciowy płytki Raspberry PI, ale sam HAT obsługuje prędkość linii do 1 Gbit, co jest ważne dla transmisji wyzwalanych czasowo.

    Nowy HAT dla Raspberry Pi 4 wprowadza sieci czasowozależne (TSN)


    Technologia TSN jest wykorzystywana w aplikacjach sterowania przemysłowego, motoryzacji, profesjonalnym przetwarzaniu audio/wideo, pokładowych sieciach lotniczych, systemach obronnych oraz sieciach telekomunikacyjnych i 5G. Sieci te składają się z switchy TSN i punktów końcowych obsługujących tego rodzaju technologię. InnoRoute twierdzi, że Raspberry PI z omawianym modułem może być używany jako punkt końcowy TSN. HAT jest oparty na systemie TrustNode firmy InnoRoute, switchu sieci definiowanej programowo (SDN/TSN) i może być używany jako element w sieci TrustNode.

    Firma opisuje kilka przypadków użycia modułu HAT: (1) Jako punkt końcowy Linux-TSN z wysoką precyzją do wstrzykiwania precyzyjnie zaplanowanego ruchu Ethernet w sieci TSN; (2) Łączenie niedeterministycznych usług Ethernet z sieciami czasu rzeczywistego; (3) Do testowania urządzeń sieciowych z rozdzielczością w czasie; oraz (4) Jako TAP sieciowy oparty na układzie FPGA (testowy punkt dostępowy).

    Centrum badań jądrowych CERN bardzo intensywnie wykorzystuje precyzyjne protokoły czasowe, takie jak IEEE1588, dla swoich ogromnych macierzy czujników i sprzętu kontrolnego, które umożliwiają wszystkie eksperymenty w LHC.

    W przypadku funkcji TSN InnoRoute zapewnia poprawki do sterownika sieciowego Raspberry PI 4. Jednak w przypadku Raspberry PI 3 należałoby zastosować te same zmiany. W rezultacie InnoRoute rozpoczął od Raspberry PI 4 i planuje później wspierać również Raspberry PI 3. Użytkownicy mogą korzystać z kodu z repozytorium na GitHubie i dostosowywać go do innych platform.

    Chociaż nie są dostępne żadne ceny, InnoRoute przyjmuje teraz zamówienia w przedsprzedaży na moduł, a także wariant o nazwie HAT Automotive, dedykowany do systemów motoryzacyjnych. Te zamówienia można składać na stronie produktu w witrynie firmy.

    Źródło: https://linuxgizmos.com/pi-hat-brings-time-sensitive-networking-tsn-to-raspberry-pi-4/

    Cool! Ranking DIY
    Do you have a problem with Raspberry? Ask question. Visit our forum Raspberry.
    About Author
    ghost666
    Translator, editor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 wrote 10549 posts with rating 8905, helped 157 times. Live in city Warszawa. Been with us since 2003 year.
  • Multimetr FlukeMultimetr Fluke