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DESIGN ELEKTRONIK 03 2023 18 www designelektronik de Software Qualifizierung Implementierung ab kann aber deutlich besser als 1 µs sein Mittlerweile beinhalten die neusten Kernel-Versionen den Einsatz von Ethernet-TSN-Mechanismen in RT-Linux Das hat erhebliche Vorteile für die Gerätehersteller die ohne spezielle Hardoder Software ein neutrales TSN-System entwickeln können Mit der im Folgenden vorgestellten Testumgebung lassen sich diese Implementierungen qualifizieren sodass eine einfache und robuste Nutzung von TSN in Linuxbasierten Geräten sowie für jeden Hersteller möglich ist Das leistet einen wesentlichen Beitrag zur Verbreitung von Time Sensitive Networks Bild 3 Unabhängige Qualifizierung der Elektronik und Treiber der IC-Hersteller Wie aus Bild 3 ersichtlich liegt die Ver - antwortung für die TSN-Implementierung unter Linux nicht mehr bei den Geräteherstellern – wie z B Phoenix Contact – sondern bei den IC-Herstellern Damit sind die Leistungsfähigkeit und Qualität eines Automatisierungsgeräts nur so gut wie die zugrundeliegende TSN-Elektronik und -Software Dieser Sachverhalt führt heute dazu dass die Gerätehersteller ihre eigenen Netzwerktreiber schreiben um für die geforderte Qualität zu sorgen Zum Teil erweist sich die Elektronik ebenfalls als spezifisch und wird beispielsweise in FPGAs umgesetzt Solche herstellerspezi - fischen Schaltungen sind kostspielig und erschweren den Wechsel der zugrundeliegenden Elektronik im Lebenszyklus eines Produkts Daher besteht aus Sicht der Ge - rätehersteller ein hohes Interesse daran die Elektronik und Treiber der IC-Hersteller unabhängig zu qualifizieren bevor Geräte entwickelt und eine Schaltung sowie Applikation aufgesetzt werden Gleiches gilt für die IC-Hersteller die ihre TSN-Bausteine ohne konkrete Automatisierungsanwendungen testen möchten Da inzwischen sämtliche erforderlichen TSN-Basisfunktionen in Linux eingebunden sind ergab sich der Wunsch nach einer unabhängigen Testumgebung für TSN Vor diesem Hintergrund hat Phoenix Contact gemeinsam mit Intel entsprechende Testwerkzeuge erarbeitet und auf verbreiteten TSNfähigen Netzwerk-ICs erprobt Zukünf - tig werden diese Testwerkzeuge in einer geeigneten Organisation allen Interessierten als Open-Source-Tools zur Verfügung gestellt Auf diese Weise können ICund Gerätehersteller ihre jeweiligen TSN-Pro - dukte qualifizieren Darüber hinaus lassen sich die Testwerkzeuge zum Vergleich von unterschiedlichen Produkten oder zur Ein - arbeitung in das Thema TSN bei Kunden oder Forschungseinrichtungen verwenden Entwicklungsbegleitende Prüfung der korrekten Arbeitsweise der Werkzeuge Zur unabhängigen Qualifikation der TSN-Bausteine eines IC-Herstellers werden die Industrial Middleware und die Applikation durch eine Emulation ersetzt Sie nutzt die Bild 3 Interner Aufbau einer Linuxbasierten Steuerung mit Unterstützung von Time Sensitive Networks Bild Phoenix Contact Electronics Bausteine für deterministisches Ethernet Bei Time Sensitive Networking TSN handelt es sich um eine Initiative der zuständigen Standardisierungsorganisation IEEE 802 Die Initiative zielt auf ein deterministisches Ethernet ab das in die Netzwerk-ICs aller relevanten Halbleiterhersteller integriert ist Dabei steht TSN nicht für einen einzelnen Standard sondern für eine Sammlung von Mechanismen die sich auf unterschiedliche Bereiche beziehen Dies ermöglicht Automatisierungsanbietern wie Phoenix Contact TSNfähige Ge - räte mit preiswerter und universeller Elektronik zu entwickeln Bei echtzeitfähigen Protokollen – wie zum Beispiel Profinet IRT – sind dafür noch spezielle Ethernet-ICs notwendig