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産業機器のIT化/ネットワーク接続を実現する

ExpEther IPコア/IPソリューション

概要

「ExpEther」(エクスプレスイーサ)(注1)は、コンピュータや産業機器などで使用されている業界標準バス規格:PCI Express(注2)を、一般的なネットワーク(イーサネット)を介して伸長・拡張する技術です。「ExpEther」は、ネットワーク上に配置されたコンピュータ資源(HDDやUSBやグラフィックボードなどのI/Oデバイス)によるシステム拡張や性能向上を可能とします。

「ExpEther」IPコアは、「ExpEther」をさまざまな装置で活用できるようにIPコア化したもので、PCI Express規格に準拠しており、産業機器とIT機器を、PCI Expressを用いて接続するとともに、産業機器に重要な高信頼・低遅延転送、同期転送を実現し、リアルタイム性の高いシステムを構築することができます。

NECの「ExpEther」 IPソリューションは、お客様のご要望に合わせて、「ExpEther」IPコアへの機能追加やお客様デザインの組み込みなどカスタマイズ対応いたします。

特長

PCI Express信号を標準イーサネットで高信頼・低遅延で伝送

「ExpEther」IPコアは、PCI Express規格、イーサネット規格に準拠しており、PCI Express部はGen1~Gen3, イーサネット部は1G~40Gまで対応しており、お客様のご要件に合わせて機能追加やカスタマイズ対応も可能です。

「ExpEther」IPコアは、イーサネットの伝送状況を常にモニターする独自の輻輳回避制御と、2本の経路によるマルチパス転送により、高信頼・低遅延の伝送を実現します。

PCI Express、イーサネットとも標準技術を採用していますので、将来の技術発展においても継続してご使用いただけます。

「ExpEther」IPコアについて

  1. PCI Expressインタフェースをkm以上延長可能I/O拡張)

    PCI Expressの標準規格に準拠し、既存機器のOS、ドライバ、ハードウェアを一切変更する事なく、PCI Expressの距離延長を実現します。

  2. 様々な信号を低遅延かつデータロスなく転送可能(高信頼・低遅延転送)

    PCI Expressのデータに加えて、工場における緊急停止ボタンのON/OFF信号や、同期のためのクロック信号等、お客様独自の信号の転送も実現します。

  3. 機器の柔軟な構成変更を実現可能(I/O仮想化・リソースプール)

    ネットワーク上に接続したPCI Expressのデバイスを、ソフトウェア等で自由・自在に接続変更を行う事で、機器の柔軟な構成変更を実現します。

背景

次世代インダストリーに向けた、製造現場における産業機器の課題

近年、次世代インダストリーに向けて、製造現場における産業機器は、多品種少量生産や生産性向上のため、短期間開発や、低コストと高性能の両立が求められており、低コストで高性能なイーサネットやPCI Expressを活用するケースが増えています。

しかし、産業機器にはネットワークの高信頼性や機器の分散配置が求められるため、イーサネットでは高信頼通信、PCI Expressでは距離延長という課題がありました。

「ExpEther」により産業機器の課題を解決

「ExpEther」は、イーサネットを、従来のIPデータ通信に用いるだけでなく、接続距離が限られるPCI Expressやクロック信号、お客様独自のI/O信号等のデータ通信路として用いることで、これらの信号の接続距離の拡張や、データが欠損しない高信頼転送を実現します。

NECは「ExpEther」を搭載した製品(注3)の導入実績やノウハウを活かし、次世代インダストリーの早期実現を目指すお客様との共創に向けてIPコアを提供することで、お客様の課題解決に向けた機器、ソリューション開発に貢献します。

ユースケース

・製造現場における作業環境改善のための工作機械の操作盤の遠隔拡張

・工作機器を制御するPCを集約し作業性・保守性を向上

・マシンビジョンへ適用し生産ラインのカメラを広帯域/低遅延/高信頼接続

提供内容

「ExpEther」をお客様の装置に組み込んで使用していただけるように、「ExpEther」IPコアをご提供します。また、短期間でお客様の産業機器やIT装置に「ExpEther」を組み込んでご利用いただくために、あらかじめ弊社で検証した標準規格IPコアを組み合わせた「ExpEther」IPソリューションとしてご提供いたします。

項目  1G版 10G版 40G版
対象FPGA - インテル
 Cyclone® V FPGA
- インテル®
 Cyclone® 10 FPGA
- インテル®
 Arria® 10 FPGA
- Xilinx® Kintex®
 UltraScale™
仕様 PCI Express Gen1 x1
1G Ethernet
PCI Express Gen2 x4
10G Ethernet
PCI Express Gen3 x8
40G Ethernet

提供価格は個別見積もりとなります。

関連リンク

NEC、世界初の技術「ExpEther」を用いた製品を発売 ~ 大阪大学に導入決定 ~
http://www.nec.co.jp/press/ja/1205/2401.html

ExpEtherの普及団体 ExpEtherコンソーシアム
http://www.expether.org/jindex.html

注釈

(注1) ExpEtherとはLAN標準のイーサネット上にコンピュータや産業機器等の様々な機器で利用されている業界標準バス規格:PCI Expressを拡張する技術として2006年にNECが開発。

(注2) コンピュータのI/O拡張バス規格。コンピュータとグラフィックボード等の拡張ボードを接続する際に用いられる。

(注3) NEC、世界初の技術「ExpEther」を用いた製品を発売

   http://www.nec.co.jp/press/ja/1205/2401.html

※Intel、インテル、Cyclone、Arriaは、アメリカ合衆国およびその他の国におけるインテルコーポレーションまたはその子会社の商標または登録商標です。

※Xilinx、Kintex、UltraScaleは、米国およびその他各国のザイリンクス社の登録商標または商標です。

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