PCIe NET Technische Beschreibung

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1 PCIe NET210-2 Technische Beschreibung Dokumentname: PCIe NET210-2 Beschreibung R10.doc Letzte Änderung: by Janich & Klass Computertechnik GmbH, Wuppertal Zum Alten Zollhaus Wuppertal Germany Tel: +49 (0) Fax: +49 (0)

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3 Inhaltsverzeichnis 1 Überblick Die Technischen Daten in Stichworten: Lageplan Komponenten der PCIe NET PCI Express Switch GPIO-Pins Gigabit-Ethernet-Controller Software defined Pins Technische Daten Bestellinformationen... 9 ( ) Seite 3

4 Copyright 2016 Janich & Klass Computertechnik GmbH. Alle Rechte vorbehalten. Gedruckt in Deutschland. Die in dieser Dokumentation enthaltenen Informationen sind Eigentum der Janich & Klass Computertechnik GmbH. Ohne schriftliche Genehmigung der Janich & Klass Computertechnik GmbH begründen weder der Empfang noch der Besitz dieser Informationen irgendein Recht auf Reproduktion oder Veröffentlichung irgendwelcher Teile davon. Warenzeichen Alle Produktnamen und Logos sind Warenzeichen oder eingetragene Warenzeichen der jeweiligen Eigentümer. Haftungsausschluss Der Inhalt dieses Handbuches ist auf Übereinstimmung mit dem beschriebenen Produkt geprüft. Dennoch können Abweichungen nicht ausgeschlossen werden, so dass wir für die vollständige Übereinstimmung keine Gewähr übernehmen. Die Angaben in diesem Handbuch werden jedoch regelmäßig überprüft. Notwendige Korrekturen sind in den nachfolgenden Auflagen enthalten. Für Verbesserungsvorschläge sind wir dankbar. Die Janich & Klass Computertechnik GmbH übernimmt keinerlei Haftung für Defekte, die direkt oder indirekt durch Fehler dieses Handbuches, Weglassen von Informationen oder durch Unstimmigkeiten zwischen Handbuch und Produkt entstanden sind. Sicherheitshinweise Diese Baugruppe darf auf keine andere Weise benutzt werden als in dieser Technischen Beschreibung angegeben. Einbau, Inbetriebnahme und Wartung dieser Baugruppe dürfen ausschließlich durch qualifiziertes Personal erfolgen. Dieses Personal muss mit den Warnungen und Hinweisen dieses Handbuches vertraut sein. Qualifiziertes Personal im Sinne dieses Handbuches sind Personen, die mit Aufstellung, Montage, Inbetriebnahme und Betrieb dieser Baugruppe vertraut sind und über die ihren Tätigkeiten entsprechenden Qualifikation verfügen, wie z.b. - Ausbildung und Unterweisung bzw. Berechtigung, Stromkreise und Baugruppen bzw. Systeme gemäß den aktuellen Standards der Sicherheitstechnik ein- und auszuschalten, zu erden und zu kennzeichnen. - Ausbildung und Unterweisung gemäß den aktuellen Standards der Sicherheitstechnik in Pflege und Gebrauch angemessener Sicherheitsausrüstungen. - Schulung in Erster Hilfe. Die Baugruppe enthält elektrostatisch gefährdete Bauteile. Elektrostatische Entladungen durch den menschlichen Körper o.ä. müssen daher unbedingt vermieden werden, z.b. durch das Benutzen eines geerdeten Armbandes. Das gilt insbesondere vor einem Wechsel von Baugruppen. Schützen Sie diese Baugruppe vor Feuchtigkeit. Unter keinen Umständen dürfen leitfähige Gegenstände oder Flüssigkeiten an die Baugruppe gelangen. Betreiben Sie die Baugruppe nicht bei höheren oder niedrigeren Temperaturen als in dieser Beschreibung angegeben. Angeschlossene Kabel dürfen keiner Zugbelastung ausgesetzt werden. Bei sichtbaren Beschädigungen Sie die Baugruppe bitte zur Reparatur zu Janich & Klass zurück. (Jede unautorisierte Reparatur kann zum Verlust der Garantie führen.) Seite 4 ( )

5 Versuchen Sie nicht, diese Baugruppe selbst zu reparieren. Wenden Sie sich bitte bei allen eventuellen Reparaturen direkt an Janich & Klass. Garantie-Reparaturen müssen von Janich & Klass direkt ausgeführt werden. History Revision Datum Name Änderungen HW-Revision p.b. Dokument erstellt p.b. Angepasst an HW-Revision ( ) Seite 5

6 1 Überblick Die PCIe NET210-2 ist eine kostengünstige Low-Profile PCI Express Einsteckkarte mit zwei i210 Gigabit- Ethernet-Controllern von Intel. Die Karte verfügt über einen PCI Express Switch und bietet daher in nur einem PCI Express Steckplatz zwei unabhängige Netzwerkanschlüsse vom Typ 10/100/1000Base-T. Die beiden Gigabit-Ethernet-Controller unterstützen das Precision Time Protocol (PTP) gemäß IEEE 1588, außerdem können die Controller miteinander synchronisiert werden. Die Karte ist somit ideal geeignet für den neuen Sercos-SoftMaster. Dieses Open-Source Projekt ist quelloffen, frei von Lizenzgebühren und unabhängig von Betriebssystem und Hardware. Mit der Kombination aus der PCIe NET210-2 und dem Sercos SoftMaster lassen sich Zykluszeiten von 125µs erreichen. Zusammen mit dem neuen Lizensierungsmodell des SoftMasters sind sehr kostengünstige Lösungen für redundante Sercos Master mit hoher Synchronität realisierbar. 1.1 Die Technischen Daten in Stichworten: Low-Profile Einsteckkarte für PCI Express Steckplätze Slotblech in halber oder voller Bauhöhe PCI Express 2.1 Packet Switch PI7C9X2G304SL von Pericom Zwei Gigabit-Ethernet-Controller Intel i210 mit RJ45-Buchse auf dem Slotblech Synchronisierung der Gigabit-Ethernet-Controller möglich x1 Upstream-Port zum Host und zwei x1 Downstream-Ports für die Ethernet-Controller Versorgungsspannung 3,15 3,45V Betriebstemperatur 5-55 C relative Feuchte 10-90% nicht kondensierend Prüfungen: CE (UL optional) Seite 6 ( )

7 1.2 Lageplan GPIO S3 NET2 IC3 i210 R63 R12 R64 R11 IC5 PI7C9X2G304 S2 NET1 R9 R62 R10 R61 IC1 i210 2 Komponenten der PCIe NET PCI Express Switch Der PI7C9X2G304SL von Pericom ist ein low- Power PCI Express 2.1 Packet Switch. Dieser Switch verfügt über einen x1 oder x2 Upstream- Port und zwei x1 Downstream-Ports. Er übernimmt die Anbindung der beiden Gigabit-Ethernet- Controller an den x1, x4, x8 oder x16 PCI Express Steckplatz des Host-Controllers GPIO-Pins Der PCI Express Switch PI7C9X2G304SL verfügt über acht General-Purpose I/O-Pins (GPIO). Diese Pins stehen für Entwicklungs- und Diagnosezwecke auf entsprechend gekennzeichneten Lötflächen zur Verfügung. ( ) Seite 7

8 2.2 Gigabit-Ethernet-Controller Die PCIe NET210-2 ist mit zwei Gigabit-Ethernet-Controllern Intel i210 ausgestattet. Mit diesen Controllern stehen zwei unabhängige, IEEE 802.3ab kompatible Netzwerkanschlüsse vom Typ 10/100/1000Base-T zur Verfügung. Die RJ45-Buchsen zum Anschluss von Standard-Twisted-Pair-Netzwerkkabeln (Cat.5e oder besser) sind am Slotblech erreichbar. Die verwendeten Gigabit-Ethernet-Controller i210 unterstützen das Precision Time Protocol (PTP) gemäß IEEE 1588 und sind somit ideal geeignet für Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Synchronität von Datenübertragungen, wie z.b. der industrielle Feldbus SERCOS. Darüber hinaus können die beiden Controller über ihre jeweiligen SDP- Pins synchronisiert werden. Vervollständigt wird dieses Konzept durch die gemeinsame Taktversorgung beider Controller aus einem einzelnen Oszillator zur Vermeidung von Drift- Effekten. Allgemeine Eigenschaften: Gigabit-Ethernet-Controller IEEE 802.3ab kompatibler PHY für 10/100/1000Base-T-Interface Erfüllt die Anforderungen gemäß IEEE/ANSI 802.3x IEEE 1588/802.1AS Precision Time Synchronization 48KByte interne FIFOs für Rx und Tx 2 LEDs an der RJ45-Buchse zur Kontrolle der Netzwerkaktivitäten Status-LEDs: Die Gigabit-Ethernet-Controller steuern je 2 LEDs "SP" (gelb/grün) und "L/A" (grün), die auf der Anschlussseite direkt in den RJ45-Buchsen "NET1" und "NET2" zu finden sind. Diese LEDs liefern Informationen über Zustand und Aktivität des jeweiligen Netzwerks und des Controllers: SP: "Speed" - diese LED leuchtet grün, wenn der Controller im Gigabit-Modus arbeitet und gelb, wenn er im 100Base-TX-Modus arbeitet. Leuchtet diese LED nicht, befindet sich der Controller im 10Base-T-Modus. Die Erkennung und Umschaltung auf den vorliegenden Netzwerk-Typ erfolgt automatisch. L/A: "Link/Activity" - diese LED leuchtet, solange eine einwandfreie Netzwerkverbindung besteht. Bei Netzwerkaktivitäten verlischt diese LED im Rhythmus der gesendeten bzw. empfangenen Datenpakete Software defined Pins Die beiden Gigabit-Ethernet-Controller verfügen über je vier per Software definierbare Pins (SDP). Mit einer geeigneten Firmware können diese Pins dazu benutzt werden, die beiden Controller zu synchronisieren. Zu diesem Zweck können die jeweiligen Pins entweder 1:1 oder über Kreuz verbunden werden. Dazu sind die entsprechenden 0Ω-Widerstände passend zu bestücken. Die folgende Tabelle zeigt die möglichen Bestückungsoptionen: SDP0-NET1 SDP1-NET1 SDP2-NET1 SDP3-NET1 SDP0-NET2 R61 R10 SDP1-NET2 R9 R62 SDP2-NET2 R11 R64 SDP3-NET2 R63 R12 Seite 8 ( )

9 3 Technische Daten Abmessungen: Ausführung: Einbaulage: Kühlung: Stromaufnahme: 90mm * 69mm * 18mm (ohne Slotblech) Low-Profile Einsteckkarte für x1, x4, x8 oder x16 PCI Express Steckplätze bevorzugt senkrecht bei senkrechtem Einbau Konvektionskühlung mit mind. 1m/min Luftgeschwindigkeit [tbd]a typisch auf +3,3V Versorgungsspannungen: +3,15V... +3,45V, max. 100mV Vss Ripple Betriebstemperatur: C Lagertemperatur: C Relative Feuchte: 10-90% nicht kondensierend Lagerzeit: unbegrenzt 4 Bestellinformationen Die PCIe NET210-2 ist in folgenden Varianten erhältlich: PCIe NET210-2, Low Profile, Slotblech in voller Bauhöhe PCIe NET210-2, Low Profile, Slotblech in halber Bauhöhe ( ) Seite 9