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Institute of Embedded Systems Prof. Thomas Müller Institutsleiter Dozent für Software Engineering und Kommunikationstechnik Institute of Embedded Systems (InES)

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Institute of Embedded Systems

Prof. Thomas Müller

InstitutsleiterDozent für Software Engineering und Kommunikationstechnik

Institute of Embedded Systems (InES)

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03.03.2005 2

Institute of Embedded SystemsMehrsparten-Fachhochschule

RektorW. Inderbitzin

DepartementAngewandteLinguistik

DepartementWirtschaft

DepartementArchitektur

undBauingenieur-

wesen

DepartementTechnik,

Informatikund

Naturwissen-schaften

Verwaltungs-

direktion

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03.03.2005 3

Institute of Embedded SystemsDepartement T in Zahlen

Sechs Studiengängen umfassen

über 300 Mitarbeiter (Dozierende, Assistierende und Angestellte)

mehr als 1000 Studierende

ca. 4 Mio. Fr. Investitionen / Jahr für die Infrastruktur der Labors

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03.03.2005 4

Institute of Embedded Systems

Struktur des Departements Technik, Struktur des Departements Technik, Informatik und NaturwissenschaftenInformatik und Naturwissenschaften

Physik

Mathematik

Datenanalyseund

Prozessdesign

Spezialitäten-chemie

Chemical andBiochemicalEngineering

Chemische Mess-und

Sensortechnik

CIM-Center

MechanischeSysteme

Energietechnik,Thermo- und

Fluid-Eng.

MechatronischeSysteme

Elektronik undSignal-

verarbeitung

Regelung undAntriebe

Kommunikation

Institute ofEmbedded

Systems

Studiengang "Datenanalyse und Prozessdesign"

Studiengang "Chemie und biologische Chemie"

Studiengang "Maschinenbau / Maschinenbau-Informatik"

Studiengang "Elektrotechnik / Mechatronik"

Studiengang "Informationstechnologie"

Studiengang "Kommunikation und Informatik"

Informatik

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03.03.2005 5

Institute of Embedded SystemsInstitut für Embedded System (InES)

Personal: 34 Mitarbeiter total 17 Assistenten und wiss. Mitarbeiter11 Dozenten, (davon 3 Teilzeit)

3 technische Mitarbeiter1 Sekretärin2 Praktikanten

Finanzplan 2003:Aufwände: 4,40 Mio

Ertrag: 4,07 Mio (1,75 Lehre)Starthilfe: 0,33 Mio

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Institute of Embedded SystemsReaktives, eingebettetes System

Ständige Interaktion mit den Prozessen:

BedienungseinrichtungenSchalter, Tastatur etc.

Steuerung

SensorenWeg, Geschwindigkeit etc. Technischer Prozess Aktoren

Schützen, Motoren etc.

Eingriffe,Parametrisierung

MenschFührung, Überwachung

Anzeigen, AlarmeOptisch, akustisch etc.

Prozessdaten

Visualisierung

Beeinflussung des Prozesses durch

Aktoren

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03.03.2005 7

Institute of Embedded Systems

Physikalische Prozesse – Keine Intelligenz (nicht-kognitiv)– Meist harte Schnittstellen

Mehrere asynchrone EreignisseHarte Echtzeitbedingungen

– Häufig isochrone Verarbeitung erforderlich (Regler)

SicherheitUmweltbedingungen

Maschinensteuerungen

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03.03.2005 8

Institute of Embedded SystemsAuswahl einiger Projekte

Industrial Ethernet Real-Time B&R, Lenze, HirschmannIEEE1588 Hirschmann, ABBBluetooth XemicsPROFInet Profibus, SAIA, SiemensWeb-Push Technologie BFAVoice over IP / GSM-Rail IMSIDOCAS / Verteiltes Antikollisionssystem …ESES / Enhanced Sheduling for ES …

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03.03.2005 9

Institute of Embedded SystemsRealtime Ethernet

Mitarbeiter:– Prof. Scheitlin Hans– Prof. Weibel Hans– Doran Hans

Themen:– Ethernet Powerlink– PROFInet IO, PROFInet V3– Ethernet/IP (IP = Industrial Protocol)– Precision Time Protocol (IEEE 1588)

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Institute of Embedded Systems

Leitebene

Zellenebene

Feldebene

Aktuator/Sensor-Ebene

PROCESS FIELD BUS

CANINTERBUS

Reak

tions

gesc

hwin

digk

eit

Dat

enm

enge

Gliederung der industriellenKommunikation

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Institute of Embedded Systems

Leitebene

Zellenebene

Feldebene

Aktuator/Sensor-Ebene

PROCESS FIELD BUS

CANINTERBUS

Warum ETHERNET?

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03.03.2005 12

Institute of Embedded SystemsEchtzeit-Klassifizierung

Echtzeit ist dann gegeben, wenn die Daten rechtzeitig beim Empfänger ankommen!

Jitter1µs 10µs 100µ

s1ms 10m

s100m

s1s

Klasse 1

Klasse 2

Klasse 3

Klasse 4

Real-TimeKlassen

10s

Hochdynamische synchronisierte Prozesse, „elektronische Getriebe“

Werkzeugmaschinen, schnelle Prozesse, Roboter

Förderanlagen, einfache Regelungen, Grossteil der Automationsanlagen

Gebäudetechnik, Leit-und Automationsebene, problemlose Prozesse, Lagersysteme

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03.03.2005 13

Institute of Embedded Systems

Beispiel Druckerei

Geschwindigkeit 25m/s ↔ 25mm/ms oder 40µs/mm

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03.03.2005 14

Institute of Embedded Systems

Wo liegt das Problem?

Kollisionsproblematik beim „shared“ Ethernet

St1 St2

Hups, ´ne Kollision!!

Mist!! Das hat nicht geklappt.

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Institute of Embedded Systems

Queuing beim „switched“ Ethernet

Data 2

Data 1

Wo liegt das Problem?

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Institute of Embedded Systems

Data 2

Data 1

Jeder Teilnehmer kann kollisionsfrei zum Switch übertragen; bei „Gleichzeitigkeit“muss aber eine (od. mehrere) Meldung zwischengespeichert werden.

Wo liegt das Problem?

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Institute of Embedded Systems

Kollisionsvermeidung durch das Master-Slave-Verfahren

BMS1S2S3S4S5S6S7

1 2 3 4 5 6 7 1 2M1

M2M3

M4M5

M6M7

M1M2

Ein Lösungsansatz:

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Institute of Embedded SystemsOperating Principle

Managing node generates scheduleConfigurable number and duration of time slotsCycle time down to 200µsSoC syncs all nodes (jitter always < 1µs)

Controlled nodes broadcast data on requestCross traffic for isochronous data (publisher/subscriber)Asynchronous data = IP frames

CycleTime

SoC

I1 I2 I3 I7 async

EoC

I8

PRq

PRs

Time Slot

SoC = Start of CycleEoC = End of CyclePRq = Poll RequestPRs = Poll ResponseMN = Managing NodeCN = Controlled NodeIx = Isochron. data

MN

CN

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Institute of Embedded Systems

Operating PrincipleIsochronous Data

Bandwith Optimization– Data in every cycle (e.g. master axis)– Multiplexed data (e.g. slave axis)– N data frames in M slots (N>M)– Provides better Load Balance

Nodes

Cycle i

1 2 3 4 5 6 A 1 2 3 7 8 9 A 1 2 3 1011 A 1 2 3 4 5 6 A

Cycle i+1 Cycle i+2 Cycle i+3Every cycle:1,2,3

Multiplexed:4-11M=3, N=8

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Institute of Embedded Systems

Operating PrincipleAsynchronous Data

For non time critical dataStandard IP datagramsOn request onlyManaging Node grants transfer

CM

Async Request

Access Granted

Controlled NodeC

M

Managing Node

Cycle x (400µs)

SoC

1 2 3 7 async. Data

Trans.

EoC

Controlled Nodes 8

M u l t i c a s t

1 2 3 7 8

asynchronousData TransferManaging Node

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Institute of Embedded Systems

Ethernet Protected Mode

IP over Ethernet

IP over Powerlink

PC with std Interface

PC with Powerlink Interface

Bridge/Router Function

(1)

IP Connectivity

B

B

B

B

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03.03.2005 22

Institute of Embedded Systems

ETHERNET PowerlinkProtocol Stack

EthernetCSMA/CD

PowerlinkEthernet

CSMA/CD

IP

TCP UDP

IP

TCP UDP

ApplicationAsync.

Gateway

Non-deterministicEthernet Node

Application

EthernetCSMA/CD

Powerlink

EthernetCSMA/CD

Gateway

EthernetCSMA/CD

Powerlink

IP

TCP UDP

ApplicationIsochron async

ETHERNET Powerlink Node

Isochron async

ETHERNET Powerlink Node

Protected Segment Ethernet

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Institute of Embedded SystemsEthernet Powerlink

Status:Lauffähige V2 Datalink Layerfür Managing und ControlledNodes

VED für Linux & VXworks

ZHW stellt Manger für Multi-Vendor-Demo an der HMI '04

Diverse Spezial-Lösungen

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Institute of Embedded SystemsETHERNET Powerlink Multi-Manager

• Typical Application:Printing Machine with Feeder

• Autonomous Operation of both Units required

• Traditionally coupled by IOs• Network shall replace IOs• Multiple Managers are running

on the same Segment• Only one Manager may provide

the SOC Frame

OutputOutput InputInput

SlaveManager

SlaveManager

ControlledNode

ControlledNode

ControlledNode

ControlledNode

ControlledNode

ControlledNode

MasterManagerMaster

Manager

ControlledNode

ControlledNode

ControlledNode

ControlledNode

ControlledNode

ControlledNode

GeberGeber

Printing Machine Feeder

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Institute of Embedded SystemsNetwork Monitor

Ethereal Network Analyzer Plugin‘s:– Ethernet Powerlink V1.0– Ethernet Powerlink V2.0– IEEE1588 – PROFINET IO

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Institute of Embedded Systems

Metering

Precise Measurement of Jitter und Delay

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Institute of Embedded SystemsPN Diagnose für Entwicklung / Test (1)

Ziel: Entwicklung eines Analyzers zur– Überprüfung der Isochronität (Jitter, Drift etc.)– Durchlaufzeiten von Switches (Delay, Jitter)– Durchlaufzeiten von I/O-Knoten– Analyse von Paket-Inhalten– Überwachung von Protokoll-State-Machines

Wobei gilt:– Es darf keine Beeinflussung des Netzwerk(-Timing)

geben.– Die Handlichkeit und Feldtauglichkeit ist zu beachten.

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Institute of Embedded Systems

Erfassung von Kenngrössen, wie Jitter und Delay

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Institute of Embedded SystemsDiagnose für Entwicklung

• Time Stamping Unit existiert

• Bauform nur für Labor geeignet

• Datenaufzeichnung unvollständig

• PCMCIA Modell

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Institute of Embedded Systems

PROFInetRealtime KonzeptPROFInetRealtime Konzept

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03.03.2005 32

Institute of Embedded Systems

Koexistente Nutzung von Echtzeit- und IT-Kommunikation auf einer Leitung

Einheitliches Realtime-Protokoll für alle Anforderungen

Skalierbare Echtzeit-Kommunikation von performant bis taktsynchron

TCP/IP

Realtime

<1ms10ms100ms

Motion ControlFeldgeräteController und HMI

Ethernet als Multi-Purpose-Bus für PROFInet

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Institute of Embedded Systems

Soft Realtime Kommunikation beiPROFInet

Ethernet

TCP

Real

time

PROFInet Anwendungen

1

IT-Anwen-dungenz.B.

HTTPSNMPDHCP...

2

Offener TCP/IP KanalGeräteparametrierungLesen von DiagnosedatenLaden von VerschaltungenAushandeln des Kommunikations-kanals für Nutzdaten

Echtzeit Kanal SRTPerformante ÜbertragungZyklische DatenEreignisgesteuerte Meldungen

1

2

Standard-Daten Realtime-Daten

IPSRT

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03.03.2005 34

Institute of Embedded SystemsVerteilung der Aktualisierungszeiten

n

t

PROFInet V1.2 (TCP/ IP)

PROFInet V2.0 (SRT)

100 msec

10 msec

15% 100%

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Institute of Embedded Systems

100 MBit/s

Realtime-

Switch

Realtime- Realtime-Realtime-

Realtime-

Switch Switch Switch

Switch

IRT-Gerät

Konzept für Isochrones Realtime Ethernet

Zeitsynchronisation und Scheduling der Teilnehmerreservierte Bandbreite für Realtime neben TCP/IP

Realtime Switch ASIC mit 4 Ports

Integration Realtime Switch in IRT-Geräte

IRT-Gerät

IRT-Gerät

IRT-Gerät

IRT-Gerät

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Institute of Embedded Systems

Zyklus 1 Zyklus 2 Zyklus n

IRT-Kanal

offenerKanal

(TCP/IP)IRT-

Kanal

offenerKanal

(TCP/IP)

z.B. 1 ms Lageregeltakt.

TCP/IP- DatenIRT- Daten

Deterministische Kommunikation offene KommunikationSynchro-nisation

Scheduling des Kommunikationssystems- getrennte Zeitbereiche für Echtzeit und Nicht-Echtzeit -

Konzept für Isochrones Realtime Ethernet

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Institute of Embedded SystemsPN Diagnose: ProblemstellungPN ist ein verteiltes, geswitchtes SystemGleichzeitige Datentransfers auf verschiedenen Segmenten:

C 1 2 3

3

2

1

Line DelayBridge Delay

33

23

32

!

Einzelner Diagnose-Repeater fast nutzlosAnkopplung nicht trivial (Timing!)

Diagnose

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Institute of Embedded Systems

PN Diagnose: Problemstellung

• Stecker-Montage erfolgt vor Ort: Fehlerwahrscheinlichkeit!• 50% der Verdrahtungsfehler werden durch Autonegotiation

(Auto-Crossover, Auto-Polarity) aufgelöst• Sporadische Fehler sind sehr schwer zu lokalisieren• Unterscheidung HW/SW anhand des Fehlerbilds ist

schwierig:

Software

Leistungsstufen

Netzwerk

LogischeFehler

Elektrische Einstreuungen

MechanischeErschütterungen

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Institute of Embedded Systems

Real

time

2 SRT

Offener TCP/IP KanalGeräteparametrierungLesen von DiagnosedatenLaden von VerschaltungenAushandeln des Kommunikations-kanals für Nutzdaten

Echtzeit Kanal SRTPerformante ÜbertragungZyklische DatenEreignisgesteuerte Meldungen

1

2

1

1

2

Offener TCP/IP KanalGeräteparametrierungLesen von DiagnosedatenLaden von VerschaltungenAushandeln des Kommunikations-kanals für Nutzdaten

Echtzeit Kanal SRTPerformante ÜbertragungZyklische DatenEreignisgesteuerte Meldungen

Echtzeit Kanal IRTHoch-PerformanteÜbertragungTaktsynchrone DatenJitter <1µsec

Real

time

3SRT IRTRealtime

Realtime Switch ASIC

3

2

1

Ethernet

TCP

PROFInet AnwendungenIT-Anwen-dungenz.B.

HTTPSNMPDHCP... Standard-Daten Realtime-Daten

IP

Der Switch ASIC für die SRT/ IRT- Kommunikation- eine durchgängige und skalierbare Lösung -

Kommunikations-Architektur mit SwitchASIC

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03.03.2005 40

Institute of Embedded Systems

n

t

PROFInet V1.2 (TCP/ IP)

PROFInet V2.0 (SRT)

100 msec

10 msec

Verteilung der Aktualisierungszeiten

PROFInet V3.0 (IRT)

0,25...1,0 msec

15% 100%

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Institute of Embedded Systems

PROFInet Competence Center CH

Berner FachhochschuleHochschule fürTechnik und Informatik

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Institute of Embedded Systems

«EDiSoN – das Kompetenznetzwerkfür verteilte Automatisierung und

industrielle Kommunikation»

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Institute of Embedded SystemsWer ist EDiSoN?

ZHW

FH-SO

SUPSI

EISI

FH-AG

HTA-LU

HSR

HEVS

Total der Erfassung:90 Personen (Doz, MA)40 Leistungsangebote

B-FH

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Institute of Embedded Systems

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03.03.2005 45

Institute of Embedded SystemsSchritt 1 – TCP/IP Stapel

Folgende Schrittea.Portieren des TCP/IP

Stapels auf das Systemb.TCP/IP Test mit den

Testapplikationen „ping“, „arp“, ...

TCP/IP

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Institute of Embedded SystemsSchritt 2 – RPC

Folgende Schrittea.Systemeinbindung

implementierenb.RPC Test mit der

Testapplikation „RPC Hello“

TCP/IP

RPC

Betrieb

ssystem

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Institute of Embedded SystemsSchritt 3 – DCOM

Systemanpassungen:1. Zur unterlagerten Schicht

(RCP API, existiert schon)2. Systemeinbindung zum

Betriebssystem (~ CRuntimeFunktionen)

3. DCOM Diagnose (optional)

TCP/IP

RPC

DCOM

Betrieb

ssystem

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Institute of Embedded SystemsSchritt 4 – Auto Marshaller

Systemanpassungen1. Zur unterlagerten Schicht

(DCOM API, existiert schon)2. Systemeinbindung zum

Betriebssystem (C-RuntimeFunktionen)

3. Auto Marshaler Diagnose (optional)

TCP/IP

RPC

DCOM

Auto MarshallerBetrieb

ssystem

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Institute of Embedded SystemsSchritt 5 – DCOM Applikationen

Systemanpassungen1. Zur unterlagerten Schicht

(DCOM API, existiert schon)2. Systemeinbindung zum

Betriebssystem (C-RuntimeFunktionen)

3. User-Schnittstelle zur SPS-Applikation: Zumindest Stubsfür alle DCOM Applikationen

4. DCOM Applikationen Diagnose (optional)

TCP/IP

RPC

DCOM

PDev, LDev

Auto Marshaller

SPS

Betrieb

ssystem

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Institute of Embedded SystemsPROFINET-CBA

Grafischer Verschaltungseditor

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Institute of Embedded SystemsPROFInet Demo-Anlage

5 Komponenten auf unterschiedlichen PattformenPhysisch nur über Ethernet verbundenAufwändiger Protokollstack (TCP/IP, RPC, DCOM)Zur Zeit noch keine Echtzeit-Unterstützung

1 - Verteilen 2 - Prüfen 3 - Bearbeiten 4 - Handhaben 5 - Sortieren

• IPC•Mandrake Linux 9.1•PROFInet Stack V1.2

•Siemens SoftSPS•Windows 2000 SP3•PROFInet Stack V1.2

• IPC•Windows 2000 SP3•PROFInet Stack V1.2

• IPC•VxWorks 2.2•PROFInet Stack V1.2

• Siemens S7-300•Siemens CP3431-PN•PROFInet Stack Siemens

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Institute of Embedded SystemsPROFInet Demo-Anlage

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Institute of Embedded SystemsPROFIbus Arbeitsgruppen

WG 1Procedures, Quali ty ManagementManfred PatzWG 2PROFIBUS PA CertificationDennis van Boom aWG 3PROFIBUS DP Slave Cer tificationArne NeumannWG 4PROFIBUS DP Master Cer tificationKarl WeberWG 5PROFInet Certi ficationManfred Popp

TC 1Test and Cer tification

Manfred Patz

WG 1Network Com ponentsManfred FlachWG 2Fiber OpticsHerm ann LoskeWG 3Data Link & Application LayerGerhard SchweigertWG 4Communication Function BlocksHans-Peter OttoWG 5PROFInet CoreNobert BechsteinWG 6Electrom echanicsAndreas HuhmannWG 7Intrinsic SafetyGerhard HammerWG 8Network Management PROFInetAndreas Köpke

TC 2Communication Profiles

Peter Neumann

WG 1Robot and Numerical ControlsWG 2Display & Panel DevicesWG 3PROFIBUS PA ProfileChr istian DiedrichWG 4EncoderRainer HaglWG 5Safety Profi leHerbert BarthelWG 6PROFIdriveWalter Möller-NehringWG 7Fluid Power/Hydraul icsMario ThronWG 8Semi-DevicesRudi BüngerWG 9Identification SystemsThom as Bangem annWG 10Weighing & Dosage DevicesWG 11Intell igent PumpsWG 12Low Voltage Switch Gear and Electric TransducersKarl HierethWG 13Remote I /O for Process ControlMartin WollschlägerWG 14PROFInet I/O IntegrationGerhard Schweigert

TC 3Application Profi les

Wolfgang Stripf

WG 1Device Description LanguageIngo WeberWG 2GSD SpecificationWerner GötzWG 3EngineeringAxel LohbeckWG 4DCS RequirementsLudwig WinkelWG 5Web Integration PROFInetJoachim Feld

TC 4System IntegrationKarl-Heinz Niemann

WG 1Factory AutomationThomas SchottWG 2Process AutomationChristian TepperWG 3Standardization StrategyPeter WenzelWG 4PROFInetRalph BüsgenWG 5PROFIdriveKlaus PatzlerWG 6PROFIsafeGerhard Mutter

TC 5Marketing

Thomas Schott

Advisory Board

More than 400 participants from all overthe world in more than 35 WorkingGroups take care of the ongoingdevelopment and future safetyof the PROFIBUS technology

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Institute of Embedded SystemsIEEE 1588 (Hans Weibel & Co.)

•Cooperation with Hirschmann (HE)– Support for HE Ordinary Clock– KTI-Project with ABB and HE

•Member of the PROFInet RT-Sync WG– Siemens, Hilscher, Beckhof, Phönix– Definition of Extensions for Redundancy

•Participation in IEEE 1588 WGs– User Requirements Task Force– Technical Extensions Group – Conformance and Interpretations Task Force

(ZHW Secretary)

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03.03.2005 55

Institute of Embedded Systems

Anwendungen hochpräzis synchronisierter Uhren

Automatisierungstechnik– Synchronisation von Antriebsachsen– Synchronisation von zyklisch arbeitenden Subsystemen

Messtechnik– Korrelation dezentral erfasster Messwerte– Time Stamping von Logging Daten

Energieversorgung– Steuerung von Schaltvorgängen– Rekonstruktion von Netzvorgängen– Problemeingrenzung (Unterscheidung von Ursache und Wirkung)

Vermessung– Triangulation

Backup anderer Zeitquellen– bei Verlust von GPS-Empfang

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03.03.2005 56

Institute of Embedded Systems

Synchronisationsprotokolle im Vergleich

SNTP *) GPS IEEE 1588

Abdeckung Wide Area Wide Area einige Subnetze

Kommunikation Internet Satelliten LAN

Genauigkeit einige ms *) < µs < µs

Administration konfiguriert n/a selbstorganisierend

Spez. Hardware keine Receiver mit oder ohne

*) Angaben entsprechen der typischen Implementation von SNTP. Bei entsprechender Anpassung des Verfahrens und HW-Unterstützung (Low Level Time Stamping) ist auch eine wesentlich höhere Genauigkeit erreichbar.

SNTP Simple Network Time Protocol (RFC 2030)GPS Global Positioning System

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03.03.2005 57

Institute of Embedded SystemsZiele IEEE 1588

• Präzise Synchronisation von Systemuhren (<µs) • Anwendbar in jedem multicastfähigen Netzwerk• Einfache Installation; selbstkonfigurierend• Unterstützung einer heterogenen

Zusammensetzung von Uhren mit unterschiedlicher Genauigkeit, Auflösung und Stabilität

• Geringe Belastung von Netzwerk und Endgeräten

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03.03.2005 58

Institute of Embedded Systems

Prinzipieller Ablauf eines Uhrenabgleiches

PTP

UDP

IP

MAC

Phy

PTP

UDP

IP

MAC

Phy

Master Clock Slave Clock

PTP Precision Time Protocol (Application Layer)UDP User Datagram Protocol (Transport Layer)IP Internet Protocol (Network Layer)MAC Media Access ControlPhy Physical Layer

Die Zeit des Master Clocks wird an den Slave Clock übermittelt. Es entsteht ein Fehler in der Grösse des Transfer Delays.

Netzwerk

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Institute of Embedded Systems

Hauptproblem: Auswirkungen von Delay und Jitter

PTP

UDP

IP

MAC

Phy

PTP

UDP

IP

MAC

Phy

Master Clock Slave Clock

Delay und

Jitter

Delay und Jitter

Delay und Jitter

tS1

tS2

tS3 tR1

tR2

tR3

Der Transfer Delay kann gemessen und eliminiert werden. Als Fehler bleibt die Fluktuation des Transfer Delays, der Jitter.

Netzwerk

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03.03.2005 60

Institute of Embedded Systems

Ermittlung von Delay und Offset

Follow_up(t0)

Sync(testim)

testimt0

Delay_Resp(t3)t3 = t2-O+D

scheinbare GleichzeitigkeitO = Offset = ClocksSlave – ClocksMaster

Delay_Req

t3

t2B

Messwerte sind t1, t2, t3, t4

A = t1-t0 = D+O

B = t3-t2 = D-O

Delay D =

Offset O =

A + B2

A - B2

t1 = t0+D+O

A

O

D = Delay

Master Clock Slave Clock40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

60

62

64

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

60

62

38

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Institute of Embedded Systems

The Test Platform--- The Evaluation Kit

Industrial PC: CPU Geode 300MHzOS: Gentoo Linux

kernel = vanilla 2.4.27PTP Protocol Engine:

Hirschmann Electronics

Timing Analyzer Board:Hardware clock and time stamping unit (time stamp resolution 20ns)

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Institute of Embedded Systems

The Test Platform--- The Evaluation Kit

PTP Protocol Engine

PHY PHY

TSU Clock

TSU Interface CLK Interface

PHY

MAC

IP

Application

TCP UDP

Port Interface

RDTD

TimeStamps

Drift Offset Time

Packets

PPS

PC/104 Timing Analyzer Board

OSC

Network Interface

NIC Driver

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Institute of Embedded SystemsIEEE 1588 Products

Software StacksIEEE1588 / PTP SW: Source Code LicenseIEEE1588 / PTP SW: Object Code LicenseIEEE1588 / PTP SW: Evaluation LicenseIEEE1588 / PTP SW: Maintenance Contract

HardwareIEEE1588 / PTP HW: Evaluation KitIEEE1588 / PTP HW: VHDL code for a HW Time Stamping Unit and Clock

ServicesIEEE1588 / PTP SW: TrainingIEEE1588 / PTP SW: Support

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Institute of Embedded Systems

InES – Institut für Embedded SystemsZürcher Hochschule Winterthur (ZHW)

[email protected]

http://ines.zhwin.ch/