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Diplomarbeit 2002 (DA02): Arbeits-Archiv
 
DA Gys 02/1 - Decodierung von 100BaseTX-Signalen
Studierende: Christof Leuthold, leuthchr
  Philipp Stutz, stutzphi

Betreuer: Ulrich Gysel, gys
  Rainer Sigg, xsig

In der Industrie-Automation wird zunehmend auf Ethernet als Feldbus gesetzt. Dabei spielt die Verzogerungszeit zwischen den Modulen eine grosse Rolle. Fur ein Forschungsprojekt der ZHW mussen diese Laufzeiten gemessen werden konnen. Die Aufgabe dieser Arbeit bestand darin, ein Gerat zu entwickeln, welches diese Messungen an einem 100Base-TX Netz durchfuhren kann.

Die Ereignisse, zwischen denen die Zeit gemessen werden muss, sind elektrische Impulse und Ethernet-Pakete. Um das zu ermoglichen, musste das Ethernet ohne Beeinflussung des Netzbetriebes, abgehort werden. Da auf dem Netz-Segment Pakete verschiedenster Teilnehmer unterwegs sind, musste eine Moglichkeit implementiert werden, wie nur bestimmte Pakete erfasst werden konnen.

Die gewahlte Losung besteht aus einer Leiterplatte, die in einen Host-Rechner gesteckt wird. Die Wahl fur den Host fiel auf einen Intel-Rechner mit PC/104-Bus. Der PC/104-Bus ist elektrisch identisch mit dem ISA-Bus, verwendet aber andere Stecker und ist in Industrierechnern haufig anzutreffen. Um alle Bauteile auf der Leiterplatte unterzubringen, war ein vierfach Multilayer notig. Ein paar Operationsverstarker ermoglichen das Mithoren des Ethernet, ein Baustein von National decodiert anschliessend den Physical-Layer des Ethernet. Auf der Leiterplatte ubernimmt ein FPGA die Speicherung der Ereignisse mit einer Zeitauflosung von 20ns. Der FPGA wurde in VHDL programmiert. Er stellt auch die Schnittstelle zum Host-Rechner dar. Eine einfache Demosoftware unter Debian GNU/Linux zeigt die Funktionalitat der Hardware und ermoglicht das Implementieren einer spezifischen Softwarelosung fur das Gebiet der Industrie-Automation mit komfortablem GUI. Die Hardware selbst ist voll funktionsfahig und erlaubt es, die gewunschten Messungen durchzufuhren.

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