20、嵌入式系统的实时以太网通信

嵌入式系统的实时以太网通信

1. 引言

随着工业自动化的发展，实时以太网逐渐成为工业通信的重要组成部分。传统的以太网虽然在办公网络中表现出色，但在工业环境中，尤其是在实时性要求较高的应用中，传统以太网的随机访问机制（如CSMA/CD）无法满足实时通信的需求。因此，针对工业自动化的需求，实时以太网应运而生，它通过改进通信协议和硬件设计，确保了数据传输的实时性和可靠性。

本文将详细介绍实时以太网的标准化过程、实际实现方式及其在工业自动化中的应用。通过对不同类型的实时以太网解决方案的比较，帮助读者更好地理解和选择适合其应用场景的技术。

2. 实时以太网的需求

在工业自动化中，实时以太网需要满足以下几个关键需求：

• 确定性 ：确保数据能够在规定的时间内传输完成，以支持硬实时和软实时应用。
• 可靠性 ：即使在网络负载较高或出现故障时，也能保证数据的完整性和准确性。
• 低延迟 ：减少数据传输的延迟时间，以满足实时控制的需求。
• 同步性 ：支持多个节点之间的精确时间同步，确保系统的协调运行。

2.1 确定性通信

为了实现确定性通信，实时以太网采用了多种技术手段。以下是几种常见的方法：

• 时间触发通信（TTC） ：通过预定的时间表来调度数据传输，确保每个节点在固定的时间窗口内发送和接收数据。