虹科PROFINET协议栈技术分析

PROFINET技术

PROFINET是由PI推出的开放式工业以太网标准，它使用TCP/IP等IT标准，并由IEC 61158和IEC 61784 标准化，具有实时功能，并能够无缝集成到现场总线系统中。凭借其技术的开放性、灵活性和性能优势，PROFINET可应用于过程/工厂自动化、运动控制等领域。通过PROFINET，可实现确定性响应、微秒级硬实时能力和集成诊断功能，是工业4.0通信的理想基础。

PROFINET设备开发

PROFINET设备实现过程

✓确定开发方案

✓前期开发环境搭建

✓PROFINET设备的软硬件设计

✓编写GSD文件，描述设备各类参数

✓使用官方软件对编写的GSD文件进行认证

测试，设备硬件需提交至PNO测试中心

✓认证测试通过后，设备即可应用于现场

虹科PROFINET协议栈

虹科PROFINET协议栈可用于从站设备开发，符合一致性Class A与Class B并满足实时等级Class 1，拥有低资源消耗、可用和不用操作系统、高度可移植性等优势，能够为符合PROFINET IO的通信提供所有必需的服务。

虹科PROFINET协议栈由独立于硬件和与硬件相关的部分组成，这些部分通过消息队列进行通信。硬件相关部分包括用于以太网MAC控制器和计时器功能的控制软件。该软件仅与PROFINET协议栈的硬件独立部分进行通信，从而能够交换驱动程序且不会影响应用程序的功能。

 

PROFINET IO服务的初始化是通过应用程序内的函数调用完成的。在应用程序执行期间，虹科PROFINET协议栈自动执行所有必要的通信任务，并借助回调函数将成功接收到的PROFINETIO消息通知应用程序。来自其他设备的通信请求以及必要的定期任务和超时监控在PROFINET协议栈内处理。证明所有请求的正确性（访问权限，数据类型等）。通过面向服务的回调函数分别在通信完成和发生故障之后通知应用程序。在这些回调函数中，可以从应用程序中执行适当的操作。

对于资源有限的设备，虹科PROFINET协议栈的高度可扩展性优势十分明显。这一优势是通过各个服务组中的模块化和在各个模块中使用编译器指令来实现的。因此，代码大小与所使用的PROFINET服务成比例。

虹科GOAL中间件

虹科PROFINET协议栈可以在单核或者双核中运行，且内核都具有开放抽象层（GOAL）。GOAL中间件提供了一个统一的平台，用于快速轻松地集成工业以太网协议，例如带有MRP的PROFINET 、包括DLR的EtherNet/IP、EtherCAT等协议，以及未来的PROFINET CC-D TSN和CC-Link IE TSN。GOAL还提供了一个OPC UA扩展，可标准化对工业环境中机器、设备和其他系统的访问。

GOAL目标结构——操作系统接口

GOAL 中间件由一个强大的工具（ICC——工业通信创建者）提供支持。此外，我们还提供了一个统一的工具，用于参数化和管理所有GOAL支持的实时扩展。该方案可以在EVAL平台“Renesas RZ/T2M RSK”上进行测试，若您有测试的需求，可以联系虹科（[e-mail]/400-99-3848）获取相关示例。

虹科PROFINET协议栈支持的功能

仅列举部分，更多功能请咨询虹科

符合A类/Class A

PROFINET 版本：2.35

异步数据交换（读写记录数据）

高达 1 ms 的循环数据交换（实时数据）

链路层发现协议（LLDP，拓扑）

拓扑检测和监控

免工具设备更换

符合B类/Class B

SNMP（简单网络管理协议）

MIB2

其他PROFINET功能/Other

PROFIenergy

媒体冗余协议 (MRP)

虹科PROFINET协议栈支持的平台

虹科PROFINET协议栈目前已支持以下平台：

Generic Linux

Generic Linux with port Switch Interface

ST NUCLEO-144 STM32F4

Raspberry PI & CM4 Linux

Renesas RIN32M3 HWRTOS

Renesas RZN1D (on RZN1-CM3 with interface to A7)

Renesas RZN1L

Renesas RZN1S  (on RZN1-CM3 with interface to A7)

Renesas RZT1  (on RZN1-CM3 with interface to R4F)

ST STM32 using Cube Libraries (F4 and above)

ST STM32 using Cube Libraries (F4 and above) with switch interface

Renesas SYNERGY S7G2SK ThreadX

TI TIVA TM4C129

RENESAS RZ/T2

RENESAS RZ/N2

此外，虹科PROFINET协议栈（CC-A / RT1）已通过以下工业控制器的成功测试：

博世力士乐IndraControl L65

西门子S7-1500

西门子S7-300

Molex E- F2控制器卡

TwinCat

KW-软件控制器

Phoenix RFC 470S

虹科在工业总线通讯行业深耕多年，是链条最全、方案最丰富、且兼备技术服务落地的通信技术资源整合商。在PROFINET方面，虹科提供板卡、网关、用于二次开发的核心模块、协议栈等解决方案。

编辑：黄飞