Implementação de uma RedBox ethernet para aplicações de tempo-real

• Main Author: Costa, Michael da Conceição
• Publication Date: 2013
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10773/12808
• topic: Engenharia electrónica; Ethernet (Redes de computadores); Sistemas embebidos; Sistemas distribuídos

Os sistemas embutidos distribuídos, devido à sua distribuição, são usados em várias áreas tais como a automação industrial, a indústria automóvel ou equipamentos médicos. Este tipo de sistemas necessita de redes dedicadas para que as várias partes do sistema comuniquem entre elas. Recentemente, vários protocolos baseados na tecnologia Ethernet têm vindo a ser desenvolvidos para esse tipo de sistemas. Esses protocolos aproveitam algumas das vantagens da Ethernet tais como uma grande largura de banda, baixo custo de produção e instalação. Alguns destes sistemas embutidos distribuídos são considerados crítico, o que significa que uma falha do sistema pode provocar resultados catastróficos, e.g. danificar equipamentos ou provocar danos em pessoas. Este tipo de sistemas necessita de grandes níveis de fiabilidade. Nesse sentido são usadas técnicas de tolerância a faltas baseadas no uso de redundância na rede e nos nós que a constituem. Foram desenvolvidos vários mecanismos de redundância sobre Ethernet. Citando alguns deles o Rapid Spanning Tree Protocol (RTSP), High-Availability Seamless redundancy protocol (HSR), Parallel Redundancy Protocol (PRP) ou Rapid Ring Recovery (RRR). O Rapid Ring Recovery é uma proposta recente. Este protocolo tem como principal vantagem o seu tempo de recuperação, uma vez que consegue recuperar de falhas nas ligações em menos de 1 milissegundo. A sua utilização está limitada a uma topologia em anel, permitindo acrescentar nós à rede sem grande complexidade. Mas ao só suportar redes em anel limita a sua utilização. Esta implementação usa a tecnologia FPGA e foi validada experimentalmente. Os resultados experimentais demonstram ser possível implementar uma RedBox, que consiste numa interface para uma rede Ethernet a funcionar com Rapid Ring Recovery, usando uma FPGA. A implementação deste equipamento foi validada experimentalmente e foi possível verificar que é possível reagir a erros nas ligações em menos de 1ms, tal como esperado.