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Nr 40 2021 www markttechnik de 13 Anzeige UDP also um genau das was die entsprechende Applikation benötigt ohne Ressourcen zu beanspruchen die sie hinterher nicht braucht In der Ethernet-APL-Anwendung mit dem ADIN1110 erledigt der Stack prinzipiell dieselben Aufgaben wie in anderen Anwendungen nämlich die Kommunikation sowohl für High-Levelals auch für Low-Level-Protokolle Er kümmert sich also um die Protokollbehandlung indem er Pakete zum Senden formt und die empfangenen Pakete annimmt Die Anbindung des Stacks an Peripheriekomponenten wie etwa den ADIN1110 ist dabei flexibel und geschieht über unsere Treiber Was Sie auf dieser Basis an Protokollen laufen lassen wollen – Standard-Ethernet-TCP IP UDP TLS bis hin zu Ihrem ganz eigenen Protokoll – ist ebenfalls flexibel je nachdem was Sie für Ihre Applikation benötigen Welche Aufgaben erfüllt in dem System der ADIN1110? Olligs Der ADIN1110 kümmert sich um den Transfer von der und in die Leitung er empfängt die Pakete die er dann dem Stack zur Verfügung stellt und sendet die vom Stack geformten Pakete ab Er verhält sich also mehr oder weniger wie ein regulärer PHY mit ein bisschen mehr Intelligenz um den Datenaustausch zwischen Stack und Leitung zu vollziehen Lassen sich die Treiber als integralen Bestandteil des Stacks betrachten oder laufen sie separat in dem Low-Power-Mikrocontroller mit der im System integriert ist? Olligs Die Treiber laufen im Mikrocontroller mit genau dort wo auch der Stack läuft und sorgen für die Anbindung via externer Peripherie beispielsweise für den ADIN1110 über SPI Prinzipiell ist der Treiber zunächst als Teil des Stacks zu sehen er ist aber eine Erweiterung für den Stack das heißt Treiber und Stack sind nicht fest verbunden alles ist frei kombinierbar Dienen die Treiber also zusammen mit SPI als die beiden entscheidenden Schnittstellen-Elemente? Olligs Ja Der Treiber ist entweder für den integrierten Controller gedacht – wenn es kein separater Ultra-Low-Power-Mikrocontroller ist dann ist alles intern – oder für einen externen Controller dann ist der Treiber entsprechend die Schnittstelle zur externen Peripherie Müssen der MAC PHY und der Ultra-Low-Power-Mikrocontroller auf der Leiterplatte nebeneinander angeordnet sein? Olligs Sie können nebeneinander angeordnet sein müssen es aber nicht unbedingt Im Falle des ADIN1110 arbeiten wir mit dem Evaluation Kit EVAL-ADIN1110EBZ Für unsere Entwicklung schließen wir das Evaluation Board einfach via SPI an ein Board mit einem Ultra-Low-Power-Mikrocontroller via SPI an etwa einem STM32 von STMicroelectronics Welche Vorteile hat SPI als Schnittstelle für das Kommunikationssystem aus ADIN1110 mit Ultra-Low-Power-Mikrocontroller plus emNet-Stack? Olligs Der entscheidende Vorteil ist die Flexibilität SPI kann eine Boardto-Board-Schnittstelle sein oder eine Verbindung zwischen zwei ICs auf ein und demselben Board In Endgeräten würde sich der ADIN1110 aber wahrscheinlich auf derselben Platine befinden wie der Ultra-Low-Power-Mikrocontroller SPI ist dann einfach eine Verbindung beider Komponenten durch eine Leiterbahn hindurch Welche Peripheriekomponenten sind dann erforderlich damit das Kommunikationssystem auf einer einzigen Leiterplatte laufen kann? Olligs Nötig sind dann sicherlich noch ein paar grundlegende Bauelemente um den Mikrocontroller und den ADIN1110 selbst drum herum etwa Widerstände taktgebende Quarze und andere Kleinigkeiten Weitere komplexere Komponenten sind für das Kommunikationssystem als solches nicht erforderlich Der prinzipielle Aufbau besteht aus dem Mikrocontroller dem ADIN1110 und der SPI-Schnittstelle als Verbindung zwischen den beiden Bausteinen Der ADIN1110 wiederum braucht eine Klemme für den Two-Pair-Draht also für die eigentliche Netzwerkkommunikation Aber die grundlegenden Komponenten auf der Platine für die Kommunikation sind der Mikrocontroller die SPI-Schnittstelle und der ADIN1110 Welche Alleinstellungsmerkmale hat der emNet IP Stack im Blick auf die Anwendung mit dem ADIN1110? Olligs Der große Vorteil des emNet Stacks ist dass er für Embedded-Anwendungen optimiert entwickelt ist sprich alles ist dynamisch konfigurierbar und kompakt Wir sorgen also dafür dass der Code vom Umfang her klein bleibt und sein Speicherbedarf möglichst nicht wächst Zudem legen wir Wert darauf dass er einen kleinen Footprint für Flash und RAM hat Der Stack ist getestet mit Konfigurationen bis hinunter auf etwa 5 kB RAM was im Vergleich zum Wettbewerbsumfeld ebenfalls nicht selbstverständlich ist Ein weiteres Alleinstellungsmerkmal des emNet Stacks ist dass wir in unseren Produkten generell die Verwendung von Heap-Datenstrukturen vermeiden das heißt wir vermeiden dynamische Allokation von „fremdem Systemspeicher“ und versuchen den Speicherverbrauch planbar zu machen Es gibt eine eigene emNet-Speicherverwaltung die aber nur das benutzt was vorher zur Verfügung gestellt worden ist Das heißt wenn eine Konfiguration dem kompletten Stack mit Treiber nur 5 kB zur Verfügung stellt dann bleibt es abgesehen von statischen Variablen und Strukturen auch bei den 5 kB Es kann natürlich sein dass dadurch die Nutzbarkeit eingeschränkt ist aber das kommt auf die Anwendung an Generell bleibt der Speicherverbrauch planbar und Anwender bekommen eine entsprechende Fehlerund Warnmeldung wenn der Speicherverbrauch nicht mehr zur Konfiguration passt Außer dass wir speichersensitiv arbeiten achten wir darauf dass das Ganze trotzdem noch leistungsfähig bleibt Die Performance leidet meist nicht darunter dass der Speicherbedarf drastisch eingeschränkt wird Anwender