Domov Slovenščina English O nas

   Produkti in proizvajalci



Nadgradnja serijske komunikacije v Ethernet

V zadnjem času imamo na voljo že kar lepo število različnih vmesnikov, s pomočjo katerih standardni serijski izhod (RS232, RS422 ali RS485) pretvorimo v standardni Ethernet izhod. Ti vmesniki so miniaturni enokartični računalniki, ki so sicer strojno res enostavni, imajo pa presenetljivo veliko komunikacijskih in programskih funkcij in protokolov, ki jih sicer srečamo le v večjih Ethernet strežnikih. Firma MOXA, ki je vodilna med proizvajalci omenjenih vmesnikov, je naredila korak dalje in za razvijalce serijskih naprav razvila serijo miniaturnih enokartičnih vmesnikov, ki so namenjeni neposredni vgradnji v serijske naprave. Tako nadgrajeno serijsko napravo lahko priključimo na lokalno Ethernet mrežo 100/10 BaseT.

model 4120S model 4110A model 4000T, 'Piggi-Back' izvedba

Argumenti za nadgradnjo

Prvi argument za izvedbo nadgradnje je vsekakor povečanje komunikacijskih možnosti naprave. Nadgradnjo lahko izvedemo na več načinov:

Drugi argument za predelavo je finančni. Trenutno imajo naprave z Ethernet izhodom bistveno višjo ceno kot enake naprava z serijskim izhodom. Razlika v ceni je večja, kot sam strošek vgradnje Ethernet vmesnika. Za boljšo predstavo lahko navedemo primer: cena laserskega tiskalnika z Ethernet priključkom je včasih višja za približno 30.000 SIT od enakega modela z USB ali vzporednim priključkom. Čeprav strošek vgradnje kartice pri večjih proizvodnih serijah ne presega 10.000 SIT. Iz navedenega je razvidno, da kupec plačuje neupravičeno visoko ceno izključno zaradi možnosti mrežne uporabe naprave, ki jo hkrati lahko uporablja več udeležencev v mreži.

Tretji argument za predelavo je enostavna izvedba nadgradnje, ki ne bo predstavljala večjega problema niti manj izkušenemu razvijalcu. Marsikateri razvijalec, ki je razvil kvalitetno serijsko napravo, je lahko na področju Etherneta in IP komuniciranja dokaj negotov. Implementacija Etherneta po klasični poti bi torej pogosto zahtevala pomoč zunanjih specialistov, ki pa jih manjša podjetja običajno ne premorejo. Z uporabo že izdelanih Ethernet vmesnikov je situacija povsem drugačna. Najbolj zahtevni problemi so že rešeni in Ethernet vmesnik deluje zelo zanesljivo. Potrebne so le še enostavne operacije, kot na primer mehanska montaža in električna priključitev. Vmesnik sam, razen parametriranja, ne potrebuje dodatnih posegov. Na samem začetku si razvijalec lahko pomaga tudi z zunanjimi vmesniki, s pomočjo katerih preveri delovanje svoje naprave. Èe mu vmesnik povsem ustreza, se lahko odloči za naslednji korak in ga v obliki kartice brez ohišja vgradi v svojo napravo.

Glede na zgoraj navedene argumente se bo verjetno marsikateri proizvajalec serijskih naprav opogumil za nadgradnjo in s tem naredil svojo napravo tehnično bolj popolno in veliko bolj zanimivo za tržišče.

Tehnični vidiki nadgradnje

Tipični primeri namestitve vmesniške kartice

Po odločitvi za nadgradnjo se lotimo izbire najbolj ustreznega načina nadgradnje serijske naprave v Ethernet napravo. Najprej moramo razmisliti o načinu fizične vgradnje. V serijski napravi je potrebno poiskati ustrezni prostor, kamor bomo montirali kartico in ženski konektor RJ45. Glede na izredno majhno velikost vmesnika, ki meri le 31mm x 44mm (nekateri modeli 40mm x 57mm), si je težko predstavljati napravo, v kateri ne bi mogli najti mesta za montažo tako majhnega vmesnika. Nekateri vmesniki že imajo pritrjen RJ45 konektor, zato je nujno kartico namestiti ob ustrezni odprtini na ohišju naprave, skozi katero je konektor dostopen uporabniku. Serijsko stran povežemo s ploščatim kablom, ki ga priključimo na ustrezne 'pine' na vmesniku in na napravi. V primeru, da kartice ne moremo namestiti blizu odprtine v ohišju, imamo možnost izbrati kartico brez RJ45 konektorja. Kartico montiramo kjerkoli najdemo ustrezen prostor in jo s ploščatim kablom povecemo s konektorjem RJ45, ki ga montiramo nekje na ohišju naprave.

model 4000T, 'Piggi-Back' izvedba

Tretji način pritrditve in priključitve vmesniške kartice je v obliki modula pritrjenega direktno na osnovno tiskanino naprave. Ta način je bolj poznan pod imenom “Piggi-Back”. Izberemo vmesnik, ki ima na dveh krajih že pripravljene kontaktne 'pine', ki jih potisnemo neposredno na pripravljene “ženske” pine na tiskanini osnovne plošče. Ta varianta zahteva predelavo osnovne tiskanine naprave. Na tiskanini moramo predvideti priključne 'pine' v razporedu, ki ustreza razporedu priključnih 'pinov' vmesniške kartice. Montaža kartice je hitra in zanesljiva, kar je zelo primerno za serijsko proizvodnjo. Pri pravilni izvedbi lahko vmesniška kartica predstavlja dodatno možnost, ki jo vključimo le na željo kupca, sicer naprava uporablja primarni serijski izhod. Spreten razvijalec bo vsekakor našel še veliko izvirnih načinov za montažo in priključitev vmesniške kartice.

Posebej moramo pohvaliti proizvajalca, da je močno olajšal postopek nadgradnje. V ta namen je za vsak tip vmesniške kartice pripravil ustrezen komplet razvojnega orodja (strojnega in programskega). Razvojni komplet vsebuje preprosto tiskano vezje, ki simulira delovanje uporabnikove osnovne tiskanine. S pomočjo te kartice in ostalega priloženega strojnega in programskega orodja lahko razvijalec v miru in na enostaven način predvidi spremembe, ki jih mora narediti v svoji napravi. Cena razvojnega pribora je izredno majhna, tako da ne predstavlja omembe vrednega stroška.

Reševanje programskih problemov

Naslednja informacija bo verjetno zanimala le tiste, ki jim osnovna nadgradnja serijske komunikacije v Ethernet ne rešuje problema v celoti. Včasih se pojavi zahteva po spremembi komunikacijskega protokola ali kaki drugi vmesni obdelavi poslanih podatkov. Takrat nam je v veliko pomoč možnost dodajanja uporabniških programov v EEPROM vmesnika. Dodatne programe napišemo v jeziku BORLAND TURBO C, ki je priložen na CD disku v razvojnem kompletu. Na istem disku najdemo tudi SDK programsko knjižnico z uporabnimi podprogrami. Pri dodajanju programov smo omejeni z velikostjo pomnilnika in procesorsko močjo. Èe so zahteve prevelike, se moramo odločiti za drugačne vmesnike z večjo procesorsko močjo in bogatejšimi sistemskimi možnostmi. Firma MOXA ima v ta namen razvito posebno serijo vmesnikov UC (Universal Communicator). Ti uporabljajo RISK procesorje Intel Xscale IXP-422 CPU, ki imajo zelo velike programske možnosti in so lahko kos zahtevnim komunikacijskim problemom oziroma predprocesiranju zbranih podatkov pred prehodom na centralni sistem (vloga Front-End računalnika). V največ primerih programiranje ne bo potrebno, vsekakor pa je dobro vedeti za to zelo koristno možnost, ki nas lahko reši iz nepredvidljive zagate. Kratek uporabniški programček namreč lahko nadomesti dosti bolj zapleteno in drago programsko ali strojno rešitev.

Izbor najustreznejšega vmesnika

Da bi bil poseg v serijsko napravo za razvijalca čim bolj preprost, je firma MOXA izdelala 6 različnih vmesnikov, ki zajemajo vse najbolj pogoste primere na katere naletijo razvijalci. Razvijalec ima možnost, da izbere tisto, ki najbolj ustreza specifičnim zahtevam vgradnje. S pravilnim izborom lahko zmanjša delo potrebno za nadgradnjo na minimum.

Kartice se med seboj razlikujejo:

Splošen opis različnih tipov kartic:

4000T: osnovna izvedba, RS232, pritrditev 'Piggy-Back', nima možnosti programiranja, procesor 80C52;
4100T: RS232/TTL in RS422/485 z ADDC, 'Piggy-Back', programiranje je možno, procesor 80186;
4120S: RS232, priključitev s pomočjo ploščatih kablov, programiranje je možno, procesor 80186;
4120A: RS422/485, priključitev s pomočjo ploščatih kablov, programiranje je možno, procesor 80186;
4110S: RS232, že vsebuje konektor RJ45, programiranje je možno, procesor 80186;
4110A: RS422/485, že vsebuje konektor RJ45, programiranje je možno, procesor 80186.
Razvojni komplet

Ko se odločimo za najbolj ustrezen tip kartice, je priporočljiva nabava pripadajočega razvojnega kompleta. V primeru, da se odločamo med več različnimi rešitvami, ni odveč nabaviti več razvojnih kompletov, kajti odločitev bo veliko lažja s pomočjo primerjanja in preizkušanja različnih variant. Zaradi nizke cene razvojnih kompletov to ne bo predstavljalo večje ovire.

Pomembno je, da med procesom vgradnje vmesniške kartice prilagajamo in spreminjamo izključno serijsko napravo, ne pa vmesnika. Na ta način si zagotovimo, da po uspešni prototipni nadgradnji pri proizvajalcu lahko naročamo standarden tip kartic. Proizvajalec vmesnikov lahko jamči za kvaliteto izdelave in uporabljenih materialov le pod pogojem, da uporabnik ne spreminja standardnih kartic.

<< nazaj na MOXA izdelke

© RAGA d.o.o.