事業紹介：CC-Link IE TSN事業
当社のCC-Link IE TSNマネージャは、ベースとなるTSN技術の開発を、AMD Xilinx製のTSN IPコアを利用して実装しております。
ただし、TSN IPコア用のドライバはLinux上でのみ動作するため、産業用通信システムで重要となるリアルタイム性が担保しにくい状態でした。
そのため、当社では、リアルタイムOS (FreeRTOS)上で動作するTSN IPコア用のドライバを開発し、今回リリースできる事になりました。
TSNの持つ同期性(802.1AS)や時分割機能(802.1Qbv)について、性能を十分満足できるところまで開発をおこなう事ができIPコアとして十分お客様様に満足頂けると信じております。
当社開発基板にて同期精度を実測したところ、30 nsec以下の時刻同期性能を実現できており、TSN規格(1µsec以下の同期性)を十分に満足する性能を有しています。
CC-Link IE TSNを実現したIPコアは評価用ボードとしてRB100基板が用意されており、XILINX システムオンモジュール ”Kria” K26 に組み込まれております。
RB100はIPコアを組み込んだ状態で、他の未使用の内部CPUにお客様のアプリケーションを構築する事によって非常に高度な制御コントローラとして動作させる事が可能となります。
３つ目の選択としてCC-Link IE TSN マネージャ機能のみ組み込まれたCC-Link IE TSN マネージャ通信モジュール”CMM”が提供可能です。
CMMはKSJが提供するCC-Link IE TSN マネージャが組み込まれたボードでお客様のアプリケーションを組み込む事はできません。
CC-Link IE TSN slaveとの相受信データはCMM内のDPRAMによって送受信をおこなう構造となっています。
基本的にはお客様のボードに搭載して使用することが前提の商品です。
上記ボードの検証用として評価用マザーボードEVAL-CBが用意されており、検証ができる環境を提供できます。
| KSJ CC-Link IE TSN マネージャ搭載基板。 KSJ CC-Link IE TSN マネージャが組み込まれたボードであり、性能確認用評価ボードと兼用する。 |
KSJ CC-Link IE TSN マネージャ モジュールを 搭載した専用ボード |
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|---|---|---|---|
| プロダクト | RB100 | CMM （CC-Link IE TSN マネージャ Module） |
性能確認用“EVAL-CB” |
| 概要 | 組み込まれた KSJ CC-Link IE TSN マネージャ以外にTSNマネージャ/ROS2コントローラー/USB3.0カメラと画像処理/シリアル処理/DIOシステムなどの各種機能をドライバーとして提供も可能としております。 | KSJ CC-Link IE TSN マネージャが実現可能な専用ボードでお客様のボードとはDPRAMによってコミュニケーションが取れる構造となっております。 | KSJ CC-Link IE TSN マネージャおよびCMMの性能評価のための評価用キャリアボードです。お客様のボードとは、DPRAMを介して通信します。初期段階でのみ必要で、以降は非売品と位置づけされたボードです。 |
| プロダクト写真 |  |
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| 基本的な提供物 （一部有償ﾄﾞﾗｲﾊﾞｰも含みます） |
〇 | ー | 〇 |
| ARM CPU プログラム： A9/R5F CPU library |
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| FPGAデザイン： CC-Link IE TSN API+IPコア |
〇 | ー | ー |
| CC-Link IE TSN Profile： CiA402 Motor Control |
〇 | ー | 〇 |
| CC-Link IE TSN通信確認用PCソフト： CC-Link IE TSN Configuration tool |
〇 | 〇 | 〇 (透過用Configuration tool) |
| FPGA | FPGA :Xilinx Kria SoM K26 ARM CPUプログラム |
ー | FPGAXilinx XC7010 ARM CPUプログラム |
| ブートローダー | 〇 | ー | 〇 |
| Linux OS:Ubuntu Image | 〇 | ー | ー |
| Linux用開発環境 オンボードUbuntu上で開発 |
〇 | ー | ー |
| Linux用サンプルソフト:Linux C/C++/Python sample software(TCP/IP,USB,SD Card) |
〇 | ー | ー |
| FreeRTOS用Xilinx開発環境 Vitis SDK for FreeRTOS C/C++ |
〇 | ー | 〇 |
| FreeRTOS用各種サンプルソフト | 〇 | ー | 〇 |
| FreeRTOS SampleSoftware (CC-Link IE TSN/CiA402/TCP/IP/ SDCard/DIO) |
〇 ＋RS485 |
ー | 〇 ＋DIO |
| OS間通信ライブラリ Linux⇔FreeRTOS Communication library |
〇 | ー | ー |
| CPU間通信ライブラリ A9/R5 CPU⇔A9/R5 CPU Library | 〇 | ー | 〇 |
| オプション機能追加 | 〇 USB3.0 画像取り込みアプリケーション プラス OPCV ライブラリ |
ー | ー |
| 画像処理 | |||
| ROS | 〇 画像取り込みと連動するライブラリ |
ー | ー |
KSJ製RB100基板 ：KSJ CC-Link IE TSN マネージャ搭載済み提供基板
（性能確認用の評価ボードを兼ねる）
RB100はXilinx Kria SoM K26を搭載し、KSJ CC-Link IE TSN マネージャやTSN マネージャを搭載するシステムが実現できます。 Kria を採用した結果非常にコンパクトな基板となっており、110mm×160mm の大きさを実現しております。
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■開発時に利用可能なKSJ CC-Link IE TSN コンフィグレーションツール
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■リアルタイムユーザーアプリはDual ARM Cortex R5F CPU上で動作
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■上位アプリケーションI/F用 1GB Ethernetポート, USB 3.0, USB 2.0 （PCまたはプログラマブル表示器などの接続用）
RB100はKSJ CC-Link IE TSN マネージャやTSN マネージャ以外にROS2コントロ－ラを実現するための各種ドライバーの提供も可能で、 USB3.0が接続できToFカメラによる3次元の画像の取込やOpenCVを使った画像解析用の各種ドライバーの提供も可能です。
また、ROS2と画像解析機能を使い、障害物を検知し、自動的に新たな軌道を解析し動作させるような機能も基本ドライバーとして提供可能です。
また、上記のドライバー以外でXilinx Kria SoM 内部でユーザーアプリケーションと融合してご使用いただくことを想定しています。
2024年
春リリース予定！
評価ボードRB100のHWブロック図・ハードウェア仕様
ブロック図
ハードウェア仕様
| Main IC | Kria SoM K26 Arm CoretexA53×4 R5F×2 + FPGA Logic 256K logic cell |
Display Port (Board) | :Linux GUI 出力 |
|---|---|---|---|
| Isolated and non-Isolated GPIOs(Pmod) | |||
| USB port | USB3.0 or USB 2.0, USB UART | ||
| Slot | MicroSD slot (SDHC, SDHS compatible) | ||
| Memory | Main Memory(Kria) DDR4 SDRAM 4GB(64bit) |
Expansion | |
| Boot ROM(Kria) QSPI NOR Flash 64MB |
DIPSW, RTC, LED | ||
| eMMC(Kria) 16GB |
RS485/RS422 4ch | Full, Half duplex | |
| microSDソケット（拡張基板上） SDHC/SDCX 128GBまで ファイルシステム対応 Ubuntuの開発で使用する。 | |||
| ブート方式 NOR Flash/microSD/eMMC/JTAG 4bit DIPスイッチで切り替え | |||
| EEPROM（Kria） 64bit MACアドレス | Power supply | 24V | |
| CC-Link IE TSN | RJ45 Giga Bit Ether × 2 ports (for cc-Link ) |
Size | 162 x112 mm |
| Operating temp | 0 to 50 ℃ | ||
| Ethernet | RJ45 1 Gbps: 1 port (for TCP/IP) | CE marking | Compliant |
MPSoC内部ブロック図
KSJ製CMM基板 /KSJ CC-Link IE TSN マネージャ Module
（性能確認用の評価ボードEVAL-CBを使用し検証）
KSJ CC-Link IE TSN マネージャを内蔵するモジュールで、KSJが提供する他のシステムでは、同一デバイス内にお客様のアプリケーションとKSJ CC-Link IE TSN マネージャと融合しますが、 このモジュールにはKSJ CC-Link IE TSN マネージャが組み込まれており、お客様の基板上に載せてCC-Link IE TSN システムが簡単に構築可能になります。
基板サイズは70×55mmを実現しており、お客様の基板と、基板上でスタッキングコネクターで接続可能な構造としております。
CC-Link IE TSN通信によって送受信する各種データをDPRAMを使って、お客様側のシステムと送受信をする構造としております。
DPRAMはアドレスバス、データバス共に16Bit幅のバスサイズでお客様側と接続できます。
CMMではFPGA上にDPRAMを実装していますので1.6Gbps※送受信が可能としております。
※お客様側の基板に、FPGAでなくマイコンなどを利用いただく場合、送受信の速度は1.6Gbpsより低速となります。
また、PC等の接続用にGb Ethernetを1ch持ちRJ45の代わりに、IXコネクター（ヒロセ電機 'IX60G-A-10P）が実装されております。
他のシステムと同様にKSJが提供するPC上で動作するコンフィグレーションソフトが使用可能となっています。
PHYはMII規格を前提としており、当ボードではADIN1300BCPZ（AD社製）の使用を前提としております。
（※PHYのMII以外の規格への対応はオプション）
※なお、MII規格であれば、CC-Link IE TSNとして1Gbpsを利用する場合、どの型式のPHYをお客様側で選定頂いても問題ありません。
CMM基板の御購入を検討されている場合は、性能確認用の評価ボードEVAL-CBを使用し評価されることを推奨します。
2024年
秋リリース予定！
CMMのシステム概念図
CMM性能確認用評価ボードEVAL-CB基板
性能確認用の評価ボードEVAL-CBを購入頂いたお客様には非常に高速通信可能なDPRAMのお客様ー側のFPGAデザインを提供いたします。
同時に「CC-Link IE TSN通信用の1Gbps用のEthernet回路・PHYの使用方法」「スタッキングコネクター⇔PHY⇔RJ45の参考アートワーク図の提供」をおこないます。
EVAL-CBの内部ブロックはEVAL-CBの概念図のように構成されておりUserAPPエリアにお客様のアプリケーションを移植し性能確認もおこなう事ができます。
CMMと同じConfigツールが、EVAL-CB上のGb Ethernet経由で利用できます。
これにより、EVAL-CB側のCC-Link IE TSN APIを使って、CMMのDPRAMを介してデータやり取りした上で、正しくCC-Link IE TSN通信できていることが確認できます。