工业实时以太网POWERLINK的性能优点

  Ethernet Powerlink 通过修改网络协议栈取代传统的TCP/IP协议栈，并使用时间片轮询过程取代CSMA/CD机制，从根本上解决了传统以太网数据传输时间不确定的问题。正是由于Powerlink完全丢掉了TCP/IP，定义了一个精简的、实时性极高的数据链路层协议，同时定义了CANopen为应用层协议，这样用户在实现了Powerlink的同时，也实现了CANopen(CANopen是一个应用层协议，为应用程序提供了一个统一的接口，使得不同的设备与应用程序之间有统一的访问方式)。

  Powerlink 具有的优点如下：

  1)Powerlink协议栈全部开源，因此又称为 open Powerlink，开放性好，无须授权，无须购买。

  2)Powerlink基于标准的以太网，无须专用的ASIC芯片，有以太网的地方，就可以实现Powerlink，硬件平台可以多种多样(ARM，FPGA，DSP，X86等)，不依赖于某一个公司。

  3)Powerlink速度快，支持10Mbit/s/100Mbit/s/1000Mbit/s的以太网。因为Powerlink是基于标准以太网的，所以，以太网技术进步，Powerlink的技术就会同步进步。

  4)Powerlink性能卓越，使用价格低廉的FPGA来实现Powerlink，性能也能达到100~200μs 的循环周期。

  5)Powerlink 支持标准的网络设备，如交换机、集线器等。支持所有以太网的拓扑结构，使得布线更自由、更灵活。

  6)Powerlink是IEC国际标准，同时也是中国的国家标准。

  7)实现成本低。如果用户的产品以前是基于ARM平台，一般ARM芯片都会带有以太网，这样用户无须增加任何硬件成本就可以在产品中集成Powerlink，用户所付出的只是把Powerlink 的程序集成到应用程序中，而Powerlink的源程序又是开放且免费的。用户可以购买普通的以太网控制芯片(MAC)来实现Powerlink的物理层，如果用户想采用FPGA的解决方案，Powerlink 提供开放源码的 openMAC。这是一个用VHDL(通用硬件描述语言)实现的基于FPGA的 MAC，同时Powerlink又提供了一个用VHDL实现的openHUB，支持16个端口。如果用户的网络需要做冗余，如双网、环网等，就可以直接在FPGA中实现，易于实现且成本很低。此外由于基于FPGA的方案，从MAC到数据链路层(DLL)的通信，Powerlink采用了DMA(直接内存访问)，因此速度更快。

  8)支持热插拔热插拔意味着从正在运行的网络上拔除或插入设备，系统会自动意识到网络的变化。在某些应用场合，系统不能断电，如果不支持热插拔，即使小机器一部分被替换，都会不可避免地导致高成本的空转和过多的启停次数。支持热插拔带给用户两个重要的好处是当模块增加或替换时，无须重新配置，在运行的网络中替换或激活一个新模块不会导致网络瘫痪，系统会继续工作。配置管理是Powerlink系统最重要的一部分，它能本地保存自己和系统中所有其他设备的配置数据，并在系统启动时加载它们。这个特性可以帮助实现即插即用，这使得初始安装和设备替换非常简单。另一方面，Powerlink 允许无限制的即插即用，正是因为该系统集成了CANopen机制，新设备只需插入，就可立即工作。

  9)组网灵活由于Powerlink的物理层采用标准的以太网，因此以太网支持的所有拓扑结构它都支持，而且可以使用集线器和交换机等标准的网络设备，这使得用户组网非常灵活，例如，菊花链形、树形、星形、环形等。