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Bild: Socionext

Ethernet und TSN (Promotion) „Mit dem IEP ist es egal, ob Module verschiedene Ethernet-Protokolle verwenden“

13.04.2018

Ethernet ist der Verbindungstechnik-Standard in der Industrie. Die vielen verschiedenen Protokolle erschweren den Einsatz allerdings deutlich. Wesentlich einfacher soll das durch einen neuen Ethernet-Prozessor von Socionext werden. Wie das funktioniert, verrät Mark Ellins, Senior Director von Socionext, im Interview.

Auf der diesjährigen Embedded World haben Sie einen Industrial Ethernet Prozessor (IEP) vorgestellt. Was hat es damit auf sich?

Mark Ellins:

Der Prozessor soll eine möglichst flexible Nutzung von Ethernet ermöglichen. Er unterstützt unterschiedliche Ethernet-Protokolle und erlaubt außerdem die Übersetzung von einem Protokoll in ein anderes.

Inwiefern ist das relevant?

Denken Sie nur an Industrie 4.0. In ihr wird alles vernetzt sein. Die einzelnen Produktionsinseln werden untereinander, mit anderen Fabriken, Lagerhäusern und der Cloud verbunden sein. Vernetzung wird noch viel relevanter, als sie heute bereits ist. Zurzeit läuft die meiste dieser Kommunikation in der Industrie über Ethernet. Es ist der Standard und das wird auch in Zukunft so bleiben. Ethernet ist aber nicht gleich Ethernet. Es gibt nicht nur einige Protokolle, die weit verbreitet sind, sondern oft statten Hersteller diese auch noch mit einer eigenen Note aus. Zusammengenommen sorgt das für eine sehr hohe Komplexität. Unser Ziel mit dem IEP ist es, diese deutlich zu reduzieren, indem er mit allen Ethernet-Protokollen zurechtkommt. Das macht die Entwicklung von Geräten und Maschinen einfacher und senkt die Kosten.

Firmen müssen sich bei ihren Geräten und Maschinen also nicht mehr für ein Protokoll entscheiden.

Genau. Es geht aber nicht nur um die Kombination von Maschinen und Geräten in einer Fabrik oder Anlage. Ein großer Vorteil ergibt sich auch bei der Produktion von Geräten. Oft kombinieren Systemintegratoren dafür Module, die über Ethernet angeschlossen sind oder für einen Teil ihrer Funktionen auf Ethernet zurückgreifen, etwa I/O-Module. Mit dem IEP spielt es keine Rolle mehr, ob sie alle mit dem gleichen Ethernet-Protokoll arbeiten. Die Hersteller sind dadurch bei der Auswahl der Module deutlich flexibler.

Welche Protokolle unterstützt der IEP?

Das steht noch nicht endgültig fest. Unterstützt werden sicher PROFINET und CC-Link IE. Welche wir noch integrieren, besprechen wir gerade mit einigen Kernkunden. Wir sind da aber sehr flexibel.

Werden Sie in Zukunft weitere Protokolle in den IEP integrieren?

Auf jeden Fall. Time Sensitive Networking (TSN) ist zurzeit ein immens wichtiges Thema. Deshalb haben wir die Teile des Standards, die bisher veröffentlicht wurden, bereits in den IEP integriert. Der Rest folgt, sobald er vollständig ratifiziert wurde. Aber auch andere Protokolle beziehen wir ein, falls sie relevant für die Industrie werden. Das Konzept des IEP ist extra da- rauf ausgelegt, solche neuen Entwicklungen aufnehmen zu können.

Der Prozessor befindet sich aktuell noch in der Entwicklung. Wann rechnen Sie mit der Fertigstellung?

Zurzeit finalisieren wir mit einigen unserer wichtigsten Kunden die technischen Details. Ich gehe davon aus, dass wir in zwei Monaten fertig sind. Bis Ende des Jahres sollten die ersten Muster vorhanden und die Validierung abgeschlossen sein. Anfang nächsten Jahres, wahrscheinlich im ersten Quartal, werden die Prozessoren dann an die ersten Kunden geliefert.

Socionext ist bisher sehr aktiv bei ASICs. Der IEP hört sich aber eher nach einem Standardprodukt an.

Das ist vollkommen richtig. Er ist ganz klar als Standardprodukt gedacht. Bei Indus- trie 4.0 geht es unter anderem stark darum, die Kosten zu senken. Das lässt sich besser über ein Standardprodukt umsetzen. Das Kern-IP steht natürlich für ASIC-Projekte zur Verfügung.

Werden Sie auch individualisierte Versionen anbieten?

Natürlich passen wir den IEP auch auf Kundenwunsch hin an. Wir greifen in diesem Fall auf das Standardmodell zurück und verändern ihn den Anforderungen entsprechend. Wichtig ist uns aber zunächst, die Grundversion des IEPs zu haben, mit der die meisten der Kundenanforderungen bedient werden können.

Wie funktioniert die Umwandlung von einem Ethernet-Protokoll in ein anderes?

Das läuft über zwei verschiedene Ethernet-Ports. Der IEP verarbeitet die eingehenden Pakete und entscheidet, ob sie lokal gespeichert oder verarbeitet oder zu dem nächsten Knoten weitergeleitet werden sollen. Falls dieser mit einem anderen Protokoll arbeitet, übernimmt der IEP die notwendige Übersetzung.

Wie hoch sind die Übertragungsrate und die Latenz?

Der Prozessor kann bis zu ein Gigabit pro Sekunde übertragen und hat eine maximale Latenz von 400 ns.

Sinkt die Übertragungsrate bei der Übersetzung von einem in ein anderes Ethernet-Protokoll?

Nein. Ein Gigabit pro Sekunde wird auch dann erreicht. Der IEP ist so konzipiert, dass er unabhängig vom Protokoll diese Übertragungsrate erreicht.

Wie war die Resonanz auf der Messe?

Ausgesprochen positiv. Wir haben damit gerechnet, dass der IEP für viele Firmen sehr interessant ist, waren aber dann doch überrascht über den großen Zulauf. Wir hatten viele sehr positive Gespräche. Die Hersteller erkennen ganz klar den großen Vorteil, den der Prozessor bietet.

Erscheinen soll der IEP Anfang nächsten Jahres. Haben Sie bereits weiterführende Pläne damit?

Natürlich haben wir uns bereits Gedanken für die Zeit nach der Einführung gemacht. Zurzeit sprechen wir wie gesagt gerade mit einigen unserer Hauptkunden über einige der technischen Eigenschaften. Sobald das abgeschlossen ist, bringen wir den Prozessor heraus. Wir sehen das Ganze aber durchaus als fortschreitende Entwicklung und wollen die Produktfamilie noch erweitern. Es ist kein Einzelprodukt. Wir sehen das ganz klar als langfristiges Engagement.

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