01什么是FSoE

首先，我們來看什么是FSoE。FSoE（Safety over EtherCAT）定義了一個(gè)安全的通信層，用于在EtherCAT設(shè)備之間傳輸安全的過程數(shù)據(jù)。FSoE是一項(xiàng)由EtherCAT技術(shù)集團(tuán)（ETG）支持的開放技術(shù)。

FSoE安全協(xié)議處理需要冗余硬件配置。

FSoE是一種用于在EtherCAT設(shè)備之間傳輸過程數(shù)據(jù)的安全協(xié)議，由EtherCAT技術(shù)集團(tuán)發(fā)布和控制。對(duì)于FSoE協(xié)議的處理，需要冗余的MCU架構(gòu)。

在EtherCAT幀中，安全和非安全的過程數(shù)據(jù)是混合的。每個(gè)從設(shè)備從EtherCAT幀中提取并處理相應(yīng)的數(shù)據(jù)單元。例如，F(xiàn)SOE幀包含了安全協(xié)議數(shù)據(jù)單元，后面簡稱安全PDU。

02FSoE應(yīng)用軟件包

內(nèi)容

Renesas FSoE應(yīng)用軟件包可在EtherCAT從設(shè)備上使能FSoE功能。FSoE應(yīng)用軟件包，包括IEC61508認(rèn)證的FSoE應(yīng)用軟件、安全手冊(cè)、用戶指南、認(rèn)證文檔，以及兩個(gè)示例軟件（網(wǎng)絡(luò)通信IC接口和數(shù)據(jù)I/O接口），和軟件開發(fā)手冊(cè)。使用這個(gè)FSOE應(yīng)用軟件包，您可以輕松構(gòu)建安全的遠(yuǎn)程I/O。以檢查FSoE應(yīng)用軟件包的操作。

*1 : 捆綁了兩個(gè)示例應(yīng)用程序，以檢查FSoE應(yīng)用程序軟件的操作

- 網(wǎng)絡(luò)通信IC接口：演示網(wǎng)絡(luò)通信IC與RX MCU之間的數(shù)據(jù)交換

- 數(shù)據(jù)I/O接口：演示安全數(shù)據(jù)輸入/輸出

*2 : 不包括功能安全認(rèn)證文件

概述

瑞薩FSoE應(yīng)用軟件包與ETG 5100 V1.2.0兼容。

瑞薩FSoE應(yīng)用軟件包獲得了功能安全認(rèn)證，不僅包括協(xié)議棧部分，還包括FSoE Slave控制部分。

FSoE slave控制功能：

1FSoE slave狀態(tài)管理和數(shù)據(jù)流控制

2與其他用戶應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)傳輸/接收控制

3兩個(gè)MCU之間的FSoE數(shù)據(jù)交換

4FSoE應(yīng)用軟件本身的運(yùn)行診斷

FSoE協(xié)議棧功能：

1輸入安全PDU*的診斷和安全數(shù)據(jù)的提取

2輸入安全數(shù)據(jù)的CRC計(jì)算和返回安全PDU的生成

* PDU : Protocol Data Unit

必要的資源

下表展示了FSoE應(yīng)用軟件包所需的MCU資源。所需的RAM大小因安全數(shù)據(jù)大小而異。FSoE應(yīng)用軟件包使用串行通信、DTC和CRC模塊在MCU之間傳輸數(shù)據(jù)。

*1: RAM大小根據(jù)要通信的安全數(shù)據(jù)的大小而增加

*2: SCI = 串行通信接口

用戶不能使用FSoE應(yīng)用軟件使用的SCI通道

*3: DTC = 數(shù)據(jù)傳輸控制器

用戶不能使用FSoE應(yīng)用軟件使用的DTC通道

*4: CRC = 循環(huán)冗余檢查

用戶可以使用FSoE應(yīng)用軟件使用的CRC模塊

盡管用戶不允許使用FSoE應(yīng)用軟件包所使用的串口和DTC通道，但用戶可以使用CRC模塊

訂購號(hào)碼

購買FSoE應(yīng)用軟件套件時(shí)，請(qǐng)使用以下訂購號(hào)碼。

訂購號(hào)碼在所有RX組MCU中都是通用的，但需要注意一下支持的編譯器，以及編譯器的版本。

軟件配置

下表展示了FSoE應(yīng)用軟件包的功能。

FSoE應(yīng)用軟件包與前面介紹的功能安全平臺(tái)軟件要一起使用。要處理安全網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，必須具有冗余MCU配置。利用功能安全平臺(tái)軟件，您可以使冗余MCU配置更加簡單快捷。

Renesas FSoE應(yīng)用軟件包還包括兩個(gè)示例軟件，可幫助用戶快速開發(fā)安全的遠(yuǎn)程I/O產(chǎn)品。這兩個(gè)示例軟件可直接應(yīng)用在功能安全平臺(tái)軟件之中。

System Configuration

使用FSoE應(yīng)用軟件包中包含的兩個(gè)示例軟件實(shí)現(xiàn)安全的遠(yuǎn)程I/O產(chǎn)品時(shí)的配置示例。

示例1: Safety遠(yuǎn)程I/O配置

在本例中，與EtherCAT主機(jī)的通信由專用EtherCAT通信IC執(zhí)行，而不是由RX MCU執(zhí)行。

PDU : Protocol Data Unit

可以看到，硬件上由EtherCAT主機(jī)、EtherCAT通信IC，兩個(gè)RX MCU組成。

軟件上，左側(cè)的MCU運(yùn)行，功能安全平臺(tái)軟件、FSOE應(yīng)用軟件、網(wǎng)絡(luò)通信IC接口示例程序和數(shù)據(jù)IO示例程序。右側(cè)的MCU運(yùn)行，功能安全平臺(tái)軟件、FSOE應(yīng)用軟件、和數(shù)據(jù)IO示例程序。

運(yùn)行在兩個(gè)MCU中的功能安全平臺(tái)軟件通過串口進(jìn)行交叉監(jiān)控，運(yùn)行在兩個(gè)MCU中的FSOE應(yīng)用軟件通過串口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

示例2: Safety遠(yuǎn)程I/O配置（使用RX72M）

下圖是RX72M與EtherCAT主機(jī)通信并實(shí)現(xiàn)安全遠(yuǎn)程I/O時(shí)的配置示例。

＊1: 此軟件未在FSoE應(yīng)用程序中綁定

PDU : Protocol Data Unit

由于RX72M含有EtherCAT接口，不需要專用的EtherCAT通信IC，因此可以降低設(shè)備成本。

可以看到，硬件上由EtherCAT主機(jī)，兩個(gè)RX MCU組成。軟件上，左側(cè)的MCU運(yùn)行，功能安全平臺(tái)軟件、FSOE應(yīng)用軟件、數(shù)據(jù)IO示例程序和Ethercat通信軟件。右側(cè)的MCU運(yùn)行，功能安全平臺(tái)軟件、FSOE應(yīng)用軟件、和數(shù)據(jù)IO示例程序。

運(yùn)行在兩個(gè)MCU中的功能安全平臺(tái)軟件通過串口進(jìn)行交叉監(jiān)控，運(yùn)行在兩個(gè)MCU中的FSOE應(yīng)用軟件通過串口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。