目前,高速实时现场总线种类繁多,很多厂家都在推广自己的总线协议。这些协议从性能上可分为两类:高实时性总线和低实时性总线。
低实时性的总线包括Ethernet/IP、ModbusTCP、Prof?iNet SRT等。
高实时性的总线包括POWERLINK、EtherCAT、MECHATROLINK、SERCOS等。
在这几种总线中,EtherCAT和MECHATROLINK需要用专用的ASIC才能实现,之所以采用ASIC芯片来实现的原因之一是为了能够控制市场,使总线知识产权的拥有者处于有利地位,以便在将来可以垄断市场,战胜竞争对手。
EtherCAT的ASIC芯片只提供数据链路层和物理层,而没有实现应用层。用户买了ASIC芯片,还不得不自己来实现应用层(如CANopen),这需要花费很长时间。此外,不同用户实现的应用层往往不同,这就造成同样都是基于EtherCAT的设备,却相互不能通信的情况。
POWERLINK是一个可以在普通以太网上实现的方案,无需ASIC芯片,用户可以在各种平台上实现,如FPGA、ARM、x86 CPU等,只要有以太网的地方,就可以实现POWERLINK。
POWERLINK公开了所有的源码,任何人都可以免费下载和使用(就像Linux一样)。
POWERLINK的源码里包含了物理层(标准以太网)、数据链路层(DLL)、应用层(CANopen)这3层完整的代码,用户只需将POWERLINK的程序在已有的硬件平台上编译运行,就可以在几分钟内实现POWERLINK。
POWERLINK是一个易于实现的、高性能的、不被任何人垄断的、真正互连互通的平台。
POWERLINK定义了一个精简的、实时性极高的数据链路层协议,同时定义CANopen为应用层协议,这样用户在实现了POWERLINK的同时,也实现了CANopen。
在纷繁的总线协议中,POWERLINK将是实时以太网的未来,其原因如下:
1)POWERLINK是一项开源技术,开放性好,无需授权,无需购买。
2)POWERLINK基于标准的以太网,无需专用的ASIC芯片,有以太网的地方,就可以实现POWERLINK。其硬件平台多种多样(如ARM、FPGA、DSP、x86等),不依赖于某个公司。
3)POWERLINK速度快,支持100M/1000M以太网。以太网技术进步,POWERLINK的技术就会跟着进步,因为POWERLINK建立在标准以太网的基础上。
4)POWERLINK性能卓越,即使使用价格低廉的FPGA(价格仅几美元)来实现,性能也能达到100~200μs的循环周期。
5)POWERLINK支持标准的网络设备,如交换机、HUB等,并支持所有以太网的拓扑结构,这使得布线更自由、更灵活。
6)数据吞吐量大,每个节点每个循环周期支持1500字节的输入和1500字节的输出。