Profinet IRT：单凭实时性无法满足要求时
为什么需要 PROFINET IRT？
PROFINET、EtherCAT 和 Ethernet/IP 等工业通讯协议都属于实时通讯协议。这些协议已经可以实现低至 1 毫秒的周期时间和 10 至 100 微秒的抖动。
然而，在某些情况下，即使是这种性能水平也无法满足要求。事实上传输和处理数据需要时间。在某些应用中，这一时间必须精确同步，以确保正确执行生产步骤。
在运动控制领域尤其如此，对数据通讯速度和性能的要求越来越高，以至于标准实时 PROFINET 的周期时间已无法满足要求，抖动和确定性等其他关键指标也不再符合要求的标准。
例如，机械臂必须在特定时间精确定位，以拾取或加工零件。如果机械臂稍有提前或延迟，这一过程就会受到严重破坏。在这种情况下,数据的传输和处理必须既快速又可靠。
PROFINET IRT 适用于标准实时通讯已达到极限、需要在超高速数据通讯中实现极高精度同步的情形。
PROFINET IRT 如何工作？
PROFINET IRT 要求网络内特定数据包的传输具有严格的确定性。这意味着数据必须在预定的时间内按照精确的顺序接收、处理和转发，而不受网络冲突或抖动等延迟的影响。
为此，PROFINET IRT 网络为处理时间紧迫的数据分配了特定的时间段。例如，如果 20% 的网络流量用于 IRT 通讯（即 PROFINET IRT），则网络流量将划分为五个时间段：
- 其中一个段专门用于 IRT 通讯
- 其余四个段用于常规实时通讯
在这种情况下，网络 80% 的时间都是作为标准 PROFINET 网络运行。在其余 20% 的时间内，仅处理与 PROFINET IRT 相关的数据包，确保同步和确定性传输。在进行 IRT 通讯时，常规 PROFINET 数据包将被缓冲，并在 IRT 时间段结束时进行处理。
要确保该系统有效运行，PROFINET IRT 网络必须满足两个基本要求：
跨所有 IRT 设备同步
所有 PROFINET IRT 设备必须保持一致的同步周期。这由所有设备共享的高精度时钟进行管理。IEEE 1588 标准中定义了此机制和其他机制，包括精确时间协议（PTP）等。PROFINET IRT 通过精确透明时钟协议（PTCP）扩展了这一标准。PTCP 不仅在 PROFINET IRT 设备之间保持共享时钟，而且还计算网络交换机和相关布线之间的延迟。
缓冲功能
网络交换机内还需要额外的电路来缓冲指定 IRT 通讯时间内接收到的任何非 IRT 以太网流量。
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