A mesure que les systèmes industriels évoluent pour prendre en charge les capacités de traitement d’algorithmes d’intelligence artificielle (IA) au sein d’automates ou de robots, les développeurs doivent concevoir des solutions de mise en réseau déterministes et temps réel tout en assurant une consommation minimale.
Telle est la motivation avancée par le fournisseur américain de semi conducteur Microchip pour étendre sa solution intégrée de mise en réseau industrielle en y ajoutant les capacités EtherCAT et TSN (Time-Sensitive Networking) sur des composants programmables (FPGA) de la gamme PolarFire.
Pour rappel, EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) est une technologie de bus de terrain industriel qui procure des performances temps réel "dur" et optimise l’utilisation de transfert de données Ethernet en mode full duplex à travers des paires de cuivre torsadées ou de la fibre optique. EtherCAT, qui est fondé sur le protocole Ethernet, repose sur le principe maître/esclave, dans lequel le nœud maître (le système de contrôle) envoie des trames Ethernet aux nœuds esclaves qui en extraient et y insèrent des données en continu.
Dans cette approche, le bloc IP EtherCAT issue de la société allemande Beckhoff Automation, compatible avec les composants SoC et FPGA PolarFire et le bloc d'IP TSN de Microchip, est nativement pris en charge sur ces circuits.
Une évolution qui permet selon Microchip, d’étendre son portefeuille de solutions intégrées à base de FPGA, regroupant composants matériels, blocs d’IP, outils de développement et systèmes de référence. Avec comme objectif de faciliter le développement d’applications de mise en réseau industrielle, d’IA, d'apprentissage machine et de sécurité.
« A mesure que l’IA se rapproche de la périphérie (Edge), les réseaux industriels deviennent de plus en plus intelligents, distribués et pilotés par les données, souligne Shakeel Peera, vice-président du département FPGA de Microchip. En ajoutant des capacités EtherCAT et TSN à notre plateforme PolarFire faible consommation, nous proposant aux développeurs une technologie déterministe de mise en réseau pour créer des systèmes évolutifs et réactifs destinés aux applications industrielles et de réseaux embarqués ».
D’un point de vue plus technique, les bloc d’IP EtherCAT de Beckhoff prennent en charge les communications EtherCAT à 10, 100 et 1 000 Mbit/s, tandis que la solution TSN de Microchip gère des communications Ethernet déterministes à 1 Gbit/s, conformément à la norme IEEE 802.1 relative au TSN.
Ensemble, ces deux technologies permettent aux développeurs de créer des réseaux industriels évolutifs avec des performances de communication prévisibles et une interopérabilité entre appareils connectés.
Cette solution intégrée de mise en réseau industrielle s’appuie sur les circuits FPGA et SoC PolarFire dotés d’une architecture sécurisée et non volatile autorisant un démarrage quasi instantané d’une applicaiton, totu en intégrant des fonctions de sécurité comme le démarrage sécurisé et une protection contre les tentatives d'altération.
Les applications cibles citées par Microchip comprennent la commande de mouvement, les robots industriels, la vision embarquée, les automates en usine, les robots mobiles autonomes, les systèmes automobiles, les infrastructures intelligentes et les plateformes destinées à l’aérospatiale et à la défense.
