01什么是FSoE

首先，我們來看什么是FSoE。FSoE（Safety over EtherCAT）定義了一個安全的通信層，用于在EtherCAT設備之間傳輸安全的過程數據。FSoE是一項由EtherCAT技術集團（ETG）支持的開放技術。

FSoE安全協議處理需要冗余硬件配置。

FSoE是一種用于在EtherCAT設備之間傳輸過程數據的安全協議，由EtherCAT技術集團發布和控制。對于FSoE協議的處理，需要冗余的MCU架構。

在EtherCAT幀中，安全和非安全的過程數據是混合的。每個從設備從EtherCAT幀中提取并處理相應的數據單元。例如，FSOE幀包含了安全協議數據單元，后面簡稱安全PDU。

02FSoE應用軟件包

內容

Renesas FSoE應用軟件包可在EtherCAT從設備上使能FSoE功能。FSoE應用軟件包，包括IEC61508認證的FSoE應用軟件、安全手冊、用戶指南、認證文檔，以及兩個示例軟件（網絡通信IC接口和數據I/O接口），和軟件開發手冊。使用這個FSOE應用軟件包，您可以輕松構建安全的遠程I/O。以檢查FSoE應用軟件包的操作。

*1 : 捆綁了兩個示例應用程序，以檢查FSoE應用程序軟件的操作

- 網絡通信IC接口：演示網絡通信IC與RX MCU之間的數據交換

- 數據I/O接口：演示安全數據輸入/輸出

*2 : 不包括功能安全認證文件

概述

瑞薩FSoE應用軟件包與ETG 5100 V1.2.0兼容。

瑞薩FSoE應用軟件包獲得了功能安全認證，不僅包括協議棧部分，還包括FSoE Slave控制部分。

FSoE slave控制功能：

1FSoE slave狀態管理和數據流控制

2與其他用戶應用程序的數據傳輸/接收控制

3兩個MCU之間的FSoE數據交換

4FSoE應用軟件本身的運行診斷

FSoE協議棧功能：

1輸入安全PDU*的診斷和安全數據的提取

2輸入安全數據的CRC計算和返回安全PDU的生成

* PDU : Protocol Data Unit

必要的資源

下表展示了FSoE應用軟件包所需的MCU資源。所需的RAM大小因安全數據大小而異。FSoE應用軟件包使用串行通信、DTC和CRC模塊在MCU之間傳輸數據。

*1: RAM大小根據要通信的安全數據的大小而增加

*2: SCI = 串行通信接口

用戶不能使用FSoE應用軟件使用的SCI通道

*3: DTC = 數據傳輸控制器

用戶不能使用FSoE應用軟件使用的DTC通道

*4: CRC = 循環冗余檢查

用戶可以使用FSoE應用軟件使用的CRC模塊

盡管用戶不允許使用FSoE應用軟件包所使用的串口和DTC通道，但用戶可以使用CRC模塊

訂購號碼

購買FSoE應用軟件套件時，請使用以下訂購號碼。

訂購號碼在所有RX組MCU中都是通用的，但需要注意一下支持的編譯器，以及編譯器的版本。

軟件配置

下表展示了FSoE應用軟件包的功能。

FSoE應用軟件包與前面介紹的功能安全平臺軟件要一起使用。要處理安全網絡數據，必須具有冗余MCU配置。利用功能安全平臺軟件，您可以使冗余MCU配置更加簡單快捷。

Renesas FSoE應用軟件包還包括兩個示例軟件，可幫助用戶快速開發安全的遠程I/O產品。這兩個示例軟件可直接應用在功能安全平臺軟件之中。

System Configuration

使用FSoE應用軟件包中包含的兩個示例軟件實現安全的遠程I/O產品時的配置示例。

示例1: Safety遠程I/O配置

在本例中，與EtherCAT主機的通信由專用EtherCAT通信IC執行，而不是由RX MCU執行。

PDU : Protocol Data Unit

可以看到，硬件上由EtherCAT主機、EtherCAT通信IC，兩個RX MCU組成。

軟件上，左側的MCU運行，功能安全平臺軟件、FSOE應用軟件、網絡通信IC接口示例程序和數據IO示例程序。右側的MCU運行，功能安全平臺軟件、FSOE應用軟件、和數據IO示例程序。

運行在兩個MCU中的功能安全平臺軟件通過串口進行交叉監控，運行在兩個MCU中的FSOE應用軟件通過串口進行數據交換。

示例2: Safety遠程I/O配置（使用RX72M）

下圖是RX72M與EtherCAT主機通信并實現安全遠程I/O時的配置示例。

＊1: 此軟件未在FSoE應用程序中綁定

PDU : Protocol Data Unit

由于RX72M含有EtherCAT接口，不需要專用的EtherCAT通信IC，因此可以降低設備成本。

可以看到，硬件上由EtherCAT主機，兩個RX MCU組成。軟件上，左側的MCU運行，功能安全平臺軟件、FSOE應用軟件、數據IO示例程序和Ethercat通信軟件。右側的MCU運行，功能安全平臺軟件、FSOE應用軟件、和數據IO示例程序。

運行在兩個MCU中的功能安全平臺軟件通過串口進行交叉監控，運行在兩個MCU中的FSOE應用軟件通過串口進行數據交換。