Ognen Basarovski, Senior Product Marketing Manager, Smart Factory, Renesas Electronics Europe
Noch vor wenigen Jahren genügte es, wenn ein Baustein in einem Automatisierungsnetzwerk Daten erfassen und sie über das Feldbus-Protokoll an den Controller weiterleiten konnte. In der Regel wurde diese Aufgabe in Hardware ausgeführt. In dem Maße, wie die Industrial-Ethernet-Technologie die Kommunikation in der Fertigung übernahm, gewann die Embedded-Firmware an Komplexität. Neue Protokolle wie Ethernet/IP, Profinet und einige mehr werden jetzt in Software implementiert. Darüber hinaus muss die Software jetzt auch neue Hardware-Komponenten wie Embedded-Ethernet-Switches unterstützen. Die so gestiegene Systemkomplexität kann einen entscheidenden Faktor für den Erfolg eines Produktes infrage stellen: die Markteinführungszeit. Dies zwingt Unternehmen, mehr Funktionen in weniger Zeit zu entwickeln. Um Zeit, Geld und Ressourcen zu sparen, muss die Software über unterschied- liche Hardwareplattformen wiederverwendet werden. Entscheidende Voraussetzungen für eine einfache Code-Wiederverwendung sind daher Modularität, kompakter Aufbau und ein hohes Maß an Kohärenz.
Vielfalt der Ethernet-Protokolle
Die zentrale Herausforderung in diesem Kontext ist die Vielfalt der verfügbaren industriellen Ethernet-Protokolle wie Ethercat, Ethernet/IP, Profinet usw. Alle diese Technologien haben eine lange Geschichte und bieten unterschiedliche Funktionen. Manche von ihnen benötigen sogar eine spezielle Hardware-Unterstützung. Deshalb ist es eine Herausforderung, ein hohes Maß an Kohäsion zu erreichen. Es überrascht daher kaum, dass zum Beispiel eine für Profinet geschriebene Anwendung für eine Ethercat-Implementation vollständig umgeschrieben werden muss. Bei manchen auf dem Markt verfügbaren Hardware-Plattformen laufen die verschiedenen Protokolle auf völlig unterschiedlichen Ecosystemen. Dies macht das Wechseln zwischen den Protokollen zeitraubend, teuer und aufwendig.
Die GOAL-Middleware in der RZ/N1-Produktfamilie kann dieses Problem lösen. Die Middleware bietet ein Software-Framework, mit dem die Entwicklung einer nur geringfügig verknüpften Software möglich ist. Die GOAL-API ist dabei die Schnittstelle zu allen System-Komponenten, die unabhängig von der darunterliegenden Hardware für alle unterstützten Plattformen stabil ist. Die Schnittstelle zum darunterliegenden System selbst erfolgt über die für den Programmierer vollständig transparente GOAL-Target-API.
Einer der Hauptvorteile der GOAL-Plattform ist die Struktur des Application Programming Interface (API) als einzigartige Software-Kommunikationsschnittstelle für zahlreiche industrielle Ethernet-Protokolle. Alle Protokolle, die über GOAL portiert werden, teilen sich die gleiche Abstraktionsschicht und sind mit der Applikationssoftware über eine einheitliche Software-Schnittstelle verbunden. Natürlich hat die Applikationssoftware eine gewisse Abhängigkeit von den Stacks und muss für jedes unterschiedliche Kommunikationsprotokoll geändert werden. Wie oben erläutert, enthalten die Protokollstapel ähnliche, aber nicht dieselben Funktionen und Parameter. Allerdings ermöglicht GOAL einen einfachen Austausch der Kommunikationstechnologien mit minimaler Auswirkung auf die Anwendungssoftware. Eine im Rahmen des GOAL-Frameworks umgesetzte industrielle Netzwerkanwendung muss nur minimal modifiziert werden, wenn sie von einem Industrieprotokoll zum anderen portiert wird. Dies hat für Entwickler den Vorteil, dass diese sich nicht mehr der Portierung, sondern voll und ganz anderen Entwicklungs- und Testaufgaben widmen können.
