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Incremento de la velocidad en profinet ¡hasta 31.25 µs!

  • Publicado: 20 Junio 2012
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En la pasada Feria de Hannover se presentó un demo funcional de Profinet donde se demostraba su funcionamiento con un tiempo de ciclo de tan solo 31.25 µs.

En dicha demo se podía ver como una señal analógica era transmitida por un bus Profinet a través de varias estaciones con un tiempo de retraso mínimo y una altísima velocidad de muestreo. Además se reutilizaba la red para la transmisión de una señal de video entre una cámara IP con una alta velocidad de refresco.

Para lograr dicho tiempo de ciclo en dicha demo se implementaron tres nuevos mecanismos descritos en la Versión 2.3 de las especificaciones Profinet que suponen un gran avance en las características de este bus de campo. Dichos mecanismos son: "Fast Forwarding", "Dynamic Frame Packing" y "Fragmentation".

Con "Fast Forwarding", El Frame ID de los mensajes se ha colocado más cerca del inicio del mensaje. De esta forma los diferentes switches de la instalación pueden identificar antes el destino del mensaje para retransmitirlo. Dicha modificación reduce el tiempo de transmisión de un mensaje de 5 µs a 1.5 µs lo que produce unas reducciones de tiempo significativas sobre todo en estructuras largas donde esos 3.5 µs de diferencia se van acumulando de un dispositvo a otro.

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Hasta el momento se enviaban tramas individuales a cada dispositivo. Con "Summation Frame Word", un método ya utilizado en otros buses de campo, varios Frames se sumaban en uno más grande haciendo más efectiva la transmisión. El nuevo método "Dynamic Frame Packing" optimiza aún más dicha transmisión: la trama inicial contiene la suma de los diferentes Frames, pero a al paso por cada dispositivo se retira de la trama la parte correspondiente al dispositivo actual reduciendo el tamaño del paquete para el próximo dispositivo y así disminuyendo el tiempo de transmisión.

Por otra parte "Fragmentation" permite salvar un escollo que se produce cuando en el medio de transmisión coexisten mensajes TCP/IP ajenos a la comunicación Profinet. Los mensajes largos TCP/IP pueden, por su longitud, requerir tiempos de transmisión de hasta 125 µs, lo que impide que los mensajes Profinet puedan circular más rápido. Con el mecanismo "Fragmentation" estos mensajes largos TCP/IP pueden fragmentarse en porciones menores que dejan más banda para los mensajes Profinet hasta llegar a los 31.25 µs. Finalmente los mensajes TCP/IP son reagrupados en el elemento de destino.

Aunque la implementación de dicha demo se hizo utilizando el nuevo chip ASIC ERTEC 200P que ya incorpora estas funcionalidades de la versión 2.3 de Profinet, ya hay otros fabricantes, como Phoenix Contact o Hilscher, que también las ofrecen en sus chips lo que demuestra la independencia de Profinet de los proveedores.

Dicha demo demuestra la capacidad de Profinet para afrontar los requerimientos de futuras aplicaciones pero conservando su versatilidad ya que el aumento de prestaciones no se hace a costa de perder conectividad TCP/IP.

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VIDEOS DEMOSTRATIVOS

- Increased PROFINET speed Hanover 2012: http://www.youtube.com/watch?v=NTbmLthgsaQ

- PROFINET performance: Fast Forwarding, Dynamic Frame Packing &

- Fragmentation http://www.profibus.com/technology/profinet/

Por Fernando Conde Font

Profibus and Profinet Certified Engineer. Responsable técnico del Competence Center de Logitek

fernando.conde@competencecenter.es

 

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