Serwer sprzętowy w obudowie RJ-45 wspomaga sieciowe urządzenie We/Wy

Firma Barix AG (Zurych, Szwajcaria) – konstruktor urządzeń peryferyjnych dostosowanych do pracy w sieci, przeznaczonych do konkretnych aplikacji – stanęła ostatnio przed problemem znalezienia sposobu na umożliwienie podłączenia do sieci swojego uniwersalnego, inteligentnego, urządzenia We/Wy Barionet, stosowanego do gromadzenia i kontroli danych rozproszonych. Celem firmy było zbudowanie urządzenia Barionet z wielofunkcyjnym zestawem wejść/wyjść cyfrowych i analogowych, dołączalnością szeregową, pełną implementacją protokółu TCP/IP, możliwością rozbudowy oprogramowania zaimplementowanego w sprzęcie, z serwerem sieci WWW, a także możliwością modernizacji zawartości przez użytkownika.

 

Jest wiele „rozwiązań umożliwiających pracę w sieci”, jednak zespół projektowy firmy Barix miał świadomość, że wdrożenie odpowiedniej techniki sieciowej będzie miało rozstrzygające znaczenie dla sukcesu Barionetu. Urządzenie We/Wy musiało być niezawodne i zdolne do pracy w szerokim zakresie temperatury.

Ostatecznie programiści z Bariksuwdrożyli XPort, wbudowany serwer sprzętowy we wzmocnionej obudowie RJ-45, z firmy Lantronix (Irvine, CA, USA), ze względu na: 

  • Niewielki rozmiar, pozwalający zmieścić liczne interfejsy We/Wy Barionet, przekaźniki i inne komponenty przestrzenne.  
  • Kompletność urządzenia, umożliwiającą wykorzystanie jednego komponentu od jednego wytwórcy – zamiast wielu fizycznych elementów – na poziomie komponentów magnetycznych i mikroukładów.
  • Ekranowanie EMC (spełniające wymagania kompatybilności elektromagnetycznej). XPort upraszcza rozwiązanie konstrukcyjne produktu, ponieważ jest całkowicie ekranowany i zawiera wszystkie „szybkie” obwody elektryczne. Występowanie zaledwie kilku wtyków w jego interfejsie upraszcza ochronę elektromagnetyczną (EMC).
  • Prostotę płyty i rozmieszczenia elementów. XPort umożliwia projektantom zastosowanie dwustronnych lub czterostronnych PCB, ułatwia rozplanowanie płyty.
  • Łatwość zastosowania. W przeciwieństwie do standardowych rozwiązań umożliwiających pracę w sieci, które często wymagają zwielokrotnionych układów scalonych o wysokich końcówkach wyjściowych i precyzyjnej podziałce, XPort może być używany nawet w konstrukcjach z otworami na wylot i o standardowych rozmiarach obudowy.

 

Uniwersalne urządzenie We/Wy

Urządzenie We/Wy Barionet firmy Barix zbudowane jest z dwóch głównych bloków: sekcji wejściowo-wyjściowej oraz części sieciowej, na którą składa się XPort. Barionet wymaga jedynie zasilania i podłączenia do interfejsów. Część wejściowo-wyjściową obsługuje niezależny procesor We/Wy microchip PIC. PIC i XPort są sprzężone za pomocą łącza szeregowego o ustawionej bardzo wysokiej szybkości transmisji danych.

Jednym z najważniejszych wymagań było umożliwienie użytkownikowi modernizacji Barionetu podczas użytkowania. Cecha ta umożliwia liczne zastosowania, w zależności od oprogramowania zawartego w urządzeniu. Ponadto cztery uniwersalne wtyki We/Wy Barionetu można konfigurować, tak aby działały jako wejścia analogowe (od 0 do 10 V, rozdzielczość 10 bitów), wejścia cyfrowe (szeroki zakres, od 0 do 12 V) albo jako cyfrowe wyjścia z otwartym kolektorem. Cztery dalsze wtyki We/Wy mają takie same funkcje, lecz bez możliwości pracy analogowej. Dwa przekaźniki mogą być obciążone prądem 5 A przy napięciu 230 V, a interfejs magistrali można wykorzystać do przyłączenia zdalnych czujników temperatury. Procesor PIC, wraz z małym CPLD, zarządza funkcjami wejść i wyjść.

Możliwość zaprogramowania urządzenia Barionet poprzez dodanie kodu do XPortu oznacza również, że procesor PIC w Barionecie można modernizować programowo za pośrednictwem interfejsu Ethernet. Dzięki temu Barionet może wyświetlać status wszystkich wejść i wyjść na stronie HTML. Analogicznie: port szeregowy Barionet można łączyć poprzez PIC, z wykorzystaniem interfejsu szeregowego XPort.

Wykorzystując serwer sprzętowy XPort do włączenia Barionetu do sieci, firma Barix dowiodła, że można zbudować niezawodny produkt znacznie mniejszym nakładem pracy niż przy tradycyjnym podejściu, jakim jest rozwiązanie dyskretne na wielu mikroukładach. W porównaniu z zazwyczaj stosowanymi metodami – oprócz znacznego przyspieszenia projektowania – zmniejszono również przestrzeń zajmowaną przez płytę, uproszczono ją oraz poprawiono właściwości EMC.

Jim Montague, redaktor wiadomości. Więcej informacji uzyskać można pod adresem: www.lantronix.com