Начиная рассказ об очередной интересной разработке производителей электронных компонентов, мы обычно рассказываем о том, где она может применяться и какие задачи решаются с ее помощью. В этот же раз мы начнем с, наверное, единственного свойства компонента, которое совершенно не влияет на его характеристики – названия. Может показаться странным, что разработчики мощных интегрированных сетевых контроллеров, поддерживающих все стандарты производственных сетей обмена данных, назвали их собачьим именем fido (ближайшие русскоязычные аналоги – Шарик или Бобик) и нарисовали на микросхеме симпатичного пса. Но расшифровка этого названия ставит все на свои места: flexible input, deterministic output – что может быть важнее этого для серьёзных промышленных применений?
Основа архитектуры fido, разработанной компанией Innovasic – концепция, получившая название RTOS kernel on a chip – ядро системы реального времени на кристалле, оптимизированное для устранения «бутылочных горлышек» при работе с памятью. Выполнение задач в реальном времени – единственный способ достичь полного, недостижимого для прочих сетевых решений детерминизма обработки данных, так как все критические временные параметры системы (переключение контекстов, обработка прерываний и т.д.) определены заранее и не обернутся неожиданными задержками.
Уникальность такого программно-аппаратного комплекса сочетается с кое-чем хорошо известным и привычным для разработчиков встраиваемых систем – ядром, совместимым с системой команд Motorola 68000. Это позволяет создавать и отлаживать программное обеспечение для fido в надёжных, проверенных временем средах разработки.
Микросхема fido1100 (Рис. 1) – первое воплощение архитектуры fido «в железе». 32-битное ядро контроллера работает на частоте 66 МГц. Столь низкая по сравнению с другими сетевыми микросхемами тактовая частота не ухудшает производительность fido1100, так как код выполняется эффективнее. Ядро имеет пять аппаратных контекстов – то есть одинаковых наборов регистров, векторов исключений и приоритетов запуска. При переключении между контекстами они сохраняют свои состояния. С точки зрения пользователя это выглядит как пять независимых процессоров на одной аппаратной базе.
 |
|
| Рисунок 1. | Микросхема fido1100. |
Интегрированные в fido1100 четыре универсальных контроллера ввода/вывода (Universal I/O Controller, UIC) поддерживают протоколы GPIO, 10/100 Ethernet с гибкой MAC-фильтрацией, EIA-232, CAN, SPI, I2C, SMBus и HDLC, то есть полный набор стандартных промышленных интерфейсов. Столь высокая гибкость избавляет инженера от необходимости подбирать периферийные компоненты для каждого применяющегося на предприятии стандарта.
Наконец, среда профилирования и отладки программного обеспечения SPIDER (Software Profiling and Integrated Debug Environment) дает инженеру мощные инструменты отладки кода реального времени (Рис. 2), ускоряющие и упрощающие разработку приложений для fido1100.
За необычные и эффективные решения в 2006 году микросхема fido1100 получила награду Control Engineering Innovation Award.
 |
|
| Рисунок 2. | Структура микросхемы fido1100. |
О компании
Компания Innovasic была основана в городе Альбукерке (штат Нью-Мехико, США) в 1992 году. Компания предлагает широкий спектр собственных программных и аппаратных решений (процессоры, интегральные схемы для обработки смешанных сигналов, периферийные устройства) для встраиваемых применений. Компания получила мировую известность как производитель совместимых по выводам компонентов для замены микросхем, не выпускающихся более оригинальными производителями.
