Literatur- und Quellhinweise

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Lukas Fromm
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1 Embedded Systems 2 Themen am : ARM Cortex M; Gebäudeautomation, Bussysteme in der Gebäudeleittechnik, Schnittstellen zu Sensoren ES217-V7 Ulrich Schaarschmidt FH Düsseldorf, SS 2017 Literatur- und Quellhinweise Yiu, Joseph: The Definitive Guide To ARM Cortex- M0 And Cortex- M0+ Processors 2.nd Ed. 2015, Newnes / Elsevier Anleitung zum 3. Praktikum: Cortex M3 Bakos, Jason D.: Embedded Systems (ARM Programming and Optimization) 2016, Morgan-Kaufmann / Elsevier U.G. Schaarschmidt - HS - D 2 HS Düsseldorf (c) U.Schaarschmidt 1

2 Literatur- und Quellhinweise Merz,H.; Hansemann, T.; Hübner, C.: Gebäudeautomation (Kommunikationssysteme mit EIB/KNX, LON und BACnet) 2. neu bearbeitete Auflage 2010, Carl Hanser Verlag U.G. Schaarschmidt - HS - D 3 Cortex = / vs. ATmega Load and Store Architektur, Erst müssen die Ops explizit in Register geladen werden, Dann müssen die Ergebnisse, soweit sie nicht im Register weiter genutzt werden, in den Speicher geschrieben werden U.G. Schaarschmidt - HS - D 4 HS Düsseldorf (c) U.Schaarschmidt 2

3 Cortex = / vs. ATmega 3-Address Architektur: 2 Quelladressregister, 1 Zieladressregister im Befehl angebbar- Es sind 16 Register (r0 r15) für Benutzer zugreifbar/nutzbar. Der Inhalt von r14, dem Linkregister (Lr, LR) wird durch die Hardware aufgefrischt. R15 ist der Programmzähler (PC) U.G. Schaarschmidt - HS - D 5 Was ist IO-LiNK überhaupt? IO-Link integriert konventionelle und intelligente Aktoren und Sensoren in Automatisierungssysteme. IO-Link nutzt dabei vorhandene Feldbus- oder Industrial Ethernet-Systeme. Die letzten Meter zu den Aktoren und Sensoren werden in einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung mit handelsüblichen, ungeschirmten (preiswerten) Standardkabeln verbunden U.G. Schaarschmidt - HS - D 6 HS Düsseldorf (c) U.Schaarschmidt 3

4 Was ist IO-LiNK überhaupt? Damit trägt IO-Link zur Reduzierung der Schnittstellen und der Variantenvielfalt bei, zumal schaltende IO-Link-Sensoren in einem zu herkömmlichen SPS- Eingängen kompatiblen Mode betrieben werden können U.G. Schaarschmidt - HS - D 7 Was ist IO-LiNK überhaupt? Die Integration in alle weltweit relevanten Systeme wird durch Anwendungsprofile und eine auf XML basierende Gerätebeschreibung IODD unterstützt. Competence Center, Test Center und verbindlich vorgeschriebene Testspezifikationen und Testsysteme stellen die Interoperabilität und Qualität von IO-Link sicher U.G. Schaarschmidt - HS - D 8 HS Düsseldorf (c) U.Schaarschmidt 4

Hierarchische Strukturen in der Gebäudeautomation BTA = Betriebstechnische Anlage; DDC = Direct Digital Control [Merz et al, 2010] 24.05.2017 U.G. Schaarschmidt - HS - D 9 Einsatzgebiete für Bussysteme und Computernetze im Gebäude [Merz et al, 2010] 24.

5 Hierarchische Strukturen in der Gebäudeautomation BTA = Betriebstechnische Anlage; DDC = Direct Digital Control [Merz et al, 2010] U.G. Schaarschmidt - HS - D 9 Einsatzgebiete für Bussysteme und Computernetze im Gebäude [Merz et al, 2010] U.G. Schaarschmidt - HS - D 10 HS Düsseldorf (c) U.Schaarschmidt 5

6 Europäischer Installationsbus KNX; Lichtsteuerung/Beschattung [Merz et al, 2010] U.G. Schaarschmidt - HS - D 11 KNX Konnex Association Basierend auf dem EIB Europäischen Installationsbus (der European Installation Bus Association EIBA) und Zusammenschluss mit andren europäischen Organisationen entstand die Konnex Association mit dem Acronym KNX. Standardisiertes Bussystem, das den Datenaustausch zwischen verschiedenen Geräten und Systemen unterschiedlicher Hersteller U.G. Schaarschmidt - HS - D 12 HS Düsseldorf (c) U.Schaarschmidt 6

7 KNX Soll durch den ausgebildeten Elektroinstallateur (handwerkerfreundlich) programmiert und in Betrieb genommen werden können. Die Übertragungsgeschwindigkeit reicht für Schalt- und Steuerbefehle. Einfache Gebäudeautomation mit Komponenten der Gebäudesystemtechnik, z.b. zur Beschattungs- und Beleuchtungssteuerung U.G. Schaarschmidt - HS - D 13 Systemstruktur von LonWorks [Merz et al, 2010] U.G. Schaarschmidt - HS - D 14 HS Düsseldorf (c) U.Schaarschmidt 7

8 Datenaustausch bei ausgedehnten Liegenschaften mit BACnet [Merz et al, 2010] U.G. Schaarschmidt - HS - D 15 BACnet - Building Automation and Control Network standardisiertes Kommunikationsprotokoll für die Gebäudeautomation, mit dem Geräte und Systeme Informationen untereinander austauschen können. DIN EN ISO Interoperabilität, Herstellerunabhängigkeit, Lizenzfreie Spezifikation, BACnet Interest Group Europe (big-eu.org) U.G. Schaarschmidt - HS - D 16 HS Düsseldorf (c) U.Schaarschmidt 8

Genormte Bussysteme und Netze in der Gebäudeautomation [Merz et al, 2010] 24.05.2017 U.G. Schaarschmidt - HS - D 17 Wer macht mit?

9 Genormte Bussysteme und Netze in der Gebäudeautomation [Merz et al, 2010] U.G. Schaarschmidt - HS - D 17 Wer macht mit? Über 40 führende Sensor- und Aktor- Firmen, Hersteller von dezentraler Peripherie und Halbleiterfirmen haben sich im IO-Link Konsortium zusammengeschlossen, um diesen Standard voranzutreiben U.G. Schaarschmidt - HS - D 18 HS Düsseldorf (c) U.Schaarschmidt 9

Wer macht was? 24.05.2017 U.G. Schaarschmidt - HS - D 19 Woraus besteht ein IO-Link System?

10 Wer macht was? U.G. Schaarschmidt - HS - D 19 Woraus besteht ein IO-Link System? Ein IO-Link Master (er verfügt über einen oder mehrere Ports; über diesen kann jeweils nur ein IO-Link-Device oder ein Standardsensor angeschlossen werden), IO-Link Devices, meist Sensoren, Aktoren oder Kombinationen daraus, Einem Standard-3-Leiter-Sensor-/Aktor- Kabel (Punkt zu Punkt-Verbindung, kein Feldbus) U.G. Schaarschmidt - HS - D 20 HS Düsseldorf (c) U.Schaarschmidt 10

11 IO-link Systemarchitektur [IO-Link im Durchblick] U.G. Schaarschmidt - HS - D 21 IO-Link Eval Kit The Infineon IO-Link is a low cost USB kit allowing the customer to easily evaluate an IO-Link Master and Device configuration using the high performance 16- bit XE166 as Master and the low cost 8-bit XC822 as a Device. Working with our partners TMG and ZMDI, the kit provides a complete solution including Toolchains, evaluation copies of the IO-Link SW stack for both Master and Device, a USB stick as the Master node with four IO-Link channels, a single 8-bit XC822 based Device, cabling, demos and tutorials U.G. Schaarschmidt - HS - D 22 HS Düsseldorf (c) U.Schaarschmidt 11

IO-Link Eval Kit - Features Low cost USB format (Price*: 249,- EUR) All cables included USB format 16-bit XE164 based master node Four IO-Link channels Real-Time high performance 16-bit MCU with DSC

12 IO-Link Eval Kit - Features Low cost USB format (Price*: 249,- EUR) All cables included USB format 16-bit XE164 based master node Four IO-Link channels Real-Time high performance 16-bit MCU with DSC ADC, CAN, PWM, SPI Seperate low cost 8-bit XC822 based device node ADC, MDU co-processor, PWM, SPI Keil Toolchains Evaluation IO-Link Master and Device stack from TMG ZMDI IO-Link Phy ZIOL U.G. Schaarschmidt - HS - D 23 IO-Link Punkt zu Punkt Verbindung [IO-Link im Durchblick] U.G. Schaarschmidt - HS - D 24 HS Düsseldorf (c) U.Schaarschmidt 12

Nach dem Einschalten [IO-Link im Durchblick] 24.05.2017 U.G.

13 Nach dem Einschalten [IO-Link im Durchblick] U.G. Schaarschmidt - HS - D 25 Nach dem Einschalten Das Device befindet sich nach dem Einschalten immer im Standard I/O Modus (SIO-Modus); U.G. Schaarschmidt - HS - D 26 HS Düsseldorf (c) U.Schaarschmidt 13

Schaarschmidt - HS - D 27 Grundsätzlicher IO-Link Telegrammaufbau

14 IO-Link Protokoll, Zyklischer und azyklischer Datenaustausch [IO-Link im Durchblick] U.G. Schaarschmidt - HS - D 27 Grundsätzlicher IO-Link Telegrammaufbau [IO-Link im Durchblick] U.G. Schaarschmidt - HS - D 28 HS Düsseldorf (c) U.Schaarschmidt 14

Struktur einer isdu [IO-Link im Durchblick] 24.05.2017 U.G.

15 Struktur einer isdu [IO-Link im Durchblick] U.G. Schaarschmidt - HS - D 29 HS Düsseldorf (c) U.Schaarschmidt 15

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