산업용 이더넷상의 등시성 리얼타임 구현을 위한 ASIC 기술

산업용 이더넷이 적용되는 산업자동화 분야에서의 애플리케이션 스펙트럼이 점차 늘어나고 있다. 이제 모션 제어 분야의 고성능 영역까지 산업용 이더넷이 적용되기 시작했다. < 편집자 주>
산업 자동화에서의 요구들을 충족하기 위해서는 산업용 이더넷은 실시간 기능인 Real Time(RT)와 등시성 실시간인 Isochronous Real Time(IRT)를 애플리케이션상에서 기술적으로 지원해야만 한다. 표준 컴포넌트들을 사용함으로써 RT는 현재의 필드버스 시스템들의 성능에 필적하는 반응시간에 도달한다. 그러나 고성능, 클럭 주기 동기화된 모션 제어 분야에서는 IRT가 필수적이다. IRT는 또한 1ms 미만의 반응시간, 클럭 주기 동기화된 전송 및 1us미만의 지터값을 충족시켜야만 한다.
이러한 IRT까지를 만족하는 산업용 이더넷의 성능은 기존 필드버스의 표준 컴포넌트들로는 불가능하다. 이는 하드웨어적인 ASIC 반도체 기술이 지원될 때에 비로소 완성될 수 있다. Profinet이 바로 이러한 ASIC의 지원을 받는 대표적인 산업용 이더넷이다. 이제 Profinet은 등시성 실시간인 IRT까지를 포괄하는 산업 전반의 애플리케이션에서 사용되는 산업용 이더넷인 것이다. 이러한 Profinet을 지원하는 ASIC이 바로 세계적인 산업자동화 전문기업인 지멘스가 제공하는 차세대 실시간 이더넷 컨트롤러, ERTEC 400(Enhanced Real Time Ethernet Controller)이다.
산업용 이더넷 ASIC ERTEC 400은 통합형 4포트 실시간 스위치와 32bit 프로세서를 갖춘 고성능 이더넷 컨트롤러로 신뢰성을 중요시하는 산업환경을 특별히 고려하여 개발되었다.
최소 공간에 구현된 고도의 지능성
산업용 이더넷 ASIC ERTEC 400은 자동화 산업에서 고성능 시스템 솔루션을 위해 필수적인 기능들을 포함하고 있다.
ERTEC 400을 위한 타킷시스템은 스위칭된 Fast Ethernet 기초상에서 기존 자동화 성능을 증가시키는 자동화 장치 그리고 동시에 현대적 IT 세계로의 링크를 제공한다.
ERTEC 400은 Profinet에 IEEE 802의 전송방식을 기반으로 하는 RT 및 IRT 모두를 만족하는 실시간성을 제공한다. 또한 이는 스위칭 매커니즘인 ‘잘라내기(Cut Through)’와 ‘저장 후 다음단계로(Store and Forward)’를 지능적으로 조합함으로써 통합형 시스템 및 기계 솔루션들의 구현을 가능하게 한다.
자동화 장치로의 ERTEC 400 통합은 자동화된 제조 테크놀로지에 새로운 전망을 열어준다. 하드웨어 지원된 실시간 통신의 사전처리는 성능을 증가시키고 통합된 스위치는 필드 레벨 상에 표준의 라인 토폴로지를 허용하는 동시에 중대한 비용상의 이점을 제공한다.
ERTEC 400은 별도의 절충이 필요없이 등시성 실시간과 IT를 조합하여 시스템을 구성할 수 있다. 이는 드라이브 엔지니어링 분야에서 시간-결정적인 애플리케이션들을 위한 절대적 혁신의 결과이다. IRT는 표준 프로토콜들을 위한 개방성과 조합된 극히 빠르고, 시간 동기화된 데이터 전송을 용이하게 한다. 예를 들면, 1ms의 주기 시간에 150개의 축들을 동기화시키는 것도 가능하며, 동시에 밴드폭의 50%가 IT 통신을 위해 사용될 수 있다.
또한 ERTEC 400의 본질적인 특징은 고도의 통합이다. 그리고 PCI, 즉 PC 세계의 버스 표준은 ASIC의 일부를 이루고 있기 때문에, ERTEC 400은 PC 기반 시스템 환경으로 통합하는 순간, 유저들은 공간과 시간과 자금 모두를 절약하게 될 것이다.
아이씨엔 매거진 2007년 05월호