Wired Slave Stack (protocolbibliotheek) HPAL2

HPAL2 is de Exalon Delft HART® V7.7 Slave Protocol stack voor bedraade HART veldinstrumenten.

COMPLEET

HPAL2 implementeert alles dat u redelijkerwijs nodig heeft voor de communicatielaag van uw bedraade HART veldinstrument en zelfs voor uw wireless HART configuratiepoort. HPAL2 maakt het u mogelijk zich te concentreren op uw domein specifieke kennis.

Best getest

HPAL2 doorstaat alle tests van de HCF Test Specifications zoals die worden geïmplementeerd door dde HCF Test System (HCF_KIT-192 upd 3.6)*.

En bovendien: hij doorstaat alle testen die worden geïmplementeerd door de Exalon Delft HART Test Bench, de meest complete HART test tool op de markt. HART Test Bench implementeert alle relevante tests waar de HCF test specificaties voor heeft gedefinieerd en implementeert deze zelfs strikter dan ‘HART Test System’ om de kans op vals positieve testresultaten te verkleinen.

U wilt zeker zijn dat uw instrument conform de HCF-specificaties werkt? Meer zekerheid kunt u niet krijgen.

Ondersteunde Hardware platforms

HPAL2 wordt geleverd met drie volledig werkende voorbeeld applicaties. Twee voor het Renesas M16 platform (M16C/62p en M16C/63) en 2 voor ARM (STM32L1).

HPAL2 is ontwikkeld speciaal met Renesas M16C microcontrollerfamilie in gedachten. In combinatie met de Renesas C compiler en On-chip debugger kunt u uw software ontwikkelen direct op uw eigen hardware platform zonder kostbare emulators of andere gespecialiseerde hardware aan te schaffen, die bovendien uw hardware kunnen verstoren of opstartproblemen kunnen veroorzaken. Speciale On-Chip faciliteiten die door de Renesas M16C familie worden geboden in combinatie met de software architectuur van HPAL2 maken de On-chip debugger schijnbaar onzichtbaar voor uw eigen code.

De M16C familie is reeds lang de aangewezen keus voor low-power high performance veldbus protocol stacks zoals Profibus PA en Foundation Fieldbus en is tot nog toe de enige processor die alle belangrijke veldbussen met kwaliteitssoftware stacks ondersteunt.

Toch kunt u gerust kiezen voor een andere low-power microcontroller en gemakkelijk de code overzetten. Het kleine deel hardware afhankelijke code is afgescheiden in een afzonderlijke module om ‘porten’ zo gemakkelijk als mogelijk te maken. De drie meegeleverde voorbeelden komen u goed van pas.

Het belang van timing

Om een betrouwbare HART-communicatie te bereiken is het uiterst belangrijk dat de timing van ontvangen en verzonden tekens en berichten nauwgezet overeenkomt met de protocolspecificaties. Met name de timing tussen 2 verzonden of ontvangen tekens is van groot belang. Andere HART-protocol stacks verlangen de hoogste interrupt prioriteit voor het afhandelen van de communicatie, wat de afhandeling van de interrupts van uw applicatie compliceert.

Terwijl in het verleden de meeste toepassingen van HART-communicatie point-to-point waren, wordt in de huidige multi-drop netwerken met WirelessHART gateways, meerdere masters en burst devices deze timingsaspecten steeds belangrijker voor de betrouwbaarheid van het network en haar vermogen om te herstellen van fouten.

Op M16C platforms gebruikt HPAL2 de ingebouwde periferie (RTS handshake, DMA) tot het uiterste om verstoring van de interrupt afhandeling van uw applicatie of die van de software debugger te minimaliseren. Op andere platforms kunnen deze functies desgewenst in software worden geïmplementeerd.

Energie-efficiënte architectuur

HART veldinstrumenten hebben typisch minder dan 1 mA stroom beschikbaar voor de microcontroller. Geavanceerde hardware designs kunnen eventuele reststromen opslaan voor gebruik tijdens periodes van intensieve berekeningen. HPAL2 maakt dit eenvoudig met een event driven architectuur, waarbij alle code draait in interrupt handlers. Op deze manier bevat de main loop slechts 1 instructie: IDLE. Aangezien wake up from idle automatisch gaat is het resultaat dat de processor alleen stroom verbruikt runs wanneer een interrupt optreedt. Hiermee wordt een maximale energie efficiëntie bereikt.

Applicatielaag

HPAL2 implementeert een complete HART Application Layer gebaseerd op een Generieke Transducer Model. Dit betekent dat u meteen start met een werkend veldinstrument dat al reeds voldoet aan de HART V7 specificaties.

The volgende tabel beschrijft de functies die HPAL2 implementeert:

HPAL2 Functionaliteit
Feature	Support
HART Conformity	V 7.7
Data Link Layer Universal Commands
Universal Commands
Dynamic Variables
Device Variables	Transducer Model based
Dynamic Variable Mapping
Standardized Device Variables
Abstracted Sensor
Hart Device Status
Extended Field Device Status
Multi Slave Address Mode
Analog Channels implementation
Block Transfer
Trimming
PV Ranges/Transfer Function/Damping/Alarm
Device Variable Damping/Span/Limits
Device Variable Information/Classification/Family
Device Self Test and Reset
Configuration Changed Reset
Device Variable Set Zero
Device Variable Write Units
Device Locking
Device Variable Value writing
Device Variable Catching
Multiple Burst Messages
Burst Triggers and Periods
Smart Data Publishing and Event Notification
Time stamped Data and Real Time Clock
Aggregated Commands
Device Location and Locale
Persistence Maintenance (erase, compact)
Namur NE107
Condensed Status Map
Status Simulation
Delayed Response Mechanism

Supported HART Commands

Toon tabel met HART commando's geïmplementeerd in HPAL2.

 

HART Commands implemented by HPAL
Category	Number	Description

Verberg tabel met HART commando's geïmplementeerd in HPAL2.

 

HART Commands implemented by HPAL
Category	Number	Description
Universal Commands	0	Read Unique Id
	1	Read Primary Variable
	2	Read Loop Current and Percentage of Range
	3	Read Dynamic variables and Loop Current
	6	Write Polling Address
	7	Read Loop Configuration
	8	Read Dynamic Variable Classifications
	9	Read Device Variables with Status
	11	Read Unique Id Associated with Tag
	12	Read Message
	13	Read Tag, Descriptor and Date
	14	Read Primary Variable Transducer Information
	15	Read Device Information
	16	Read Final Assembly Number
	17	Write Message
	18	Write Tag, Descriptor and Date
	19	Write Final Assembly Number
	20	Read Long Tag
	21	Read Unique Id Associated with Long Tag
	22	write Long Tag
	38	Reset Configuration Changed Flag
	48	Read Additional Device Status
Common Practice Commands	33	Read Device Variables
	34	Write PV Damping Value
	35	Write PV Ranges
	36	Set PV Upper Range
	37	Set PV Lower Range
	40	Enter/Exit Fixed Current Mode
	41	Perform Self Test
	42	Perform Device Reset
	43	Set Primary Variable Zero
	44	Write PV Units
	45	Trim Loop Current Zero
	46	Trim Loop Current Gain
	47	Write Primary Variable Transfer Function
	49	Write Primary Variable Transducer Serial Number
	50	Read Dynamic Variable Assignment
	51	Write Dynamic Variable Assignment
	52	Set Device Variable Zero
	53	Write Device Variable Units
	54	Read Device Variable Information
	55	Write Device Variable Damping Value
	56	Write Device Variable Transducer Serial Number
	59	Write Number of Response Preambles
	60	Read Analog Channel And Percentage Of Range
	62	Read Analog Channels
	63	Read Analog Channel Information
	64	Write Analog Channel Additional Damping Value
	65	Write Analog Channel Range Values
	66	Enter/Exit Fixed Analog Channel Mode
	67	Trim Analog Channel Zero
	68	Trim Analog Channel Gain
	69	Write Analog Channel Transfer Function
	70	Read Analog Channel Endpoint Values
	71	Lock Device
	72	Squawk
	73	Find Device
	76	Read Lock Device State
	78	Read Aggregated Command
	79	Write Device Variable
	80	Read Device Variable Trim Points
	81	Read Device Variable Trim Guidelines
	82	Write Device Variable Trim Point
	83	Reset Device Variable Trim
	89	Set Real Time Clock
	90	Read Real Time Clock
	100	Write Primary Variable Alarm Code
	103	Write Burst Period
	104	Write Burst Trigger
	105	Read Burst Mode Configuration
	106	Flush Delayed Responses
	107	Write Burst Device Variables
	108	Write Burst Command Number
	109	Write Burst Mode Control
	111	Transfer Service Control
	112	Block Transfer
	113	Catch Device Variable
	114	Read Caught Device Variable
	115	Read Event Notification Summary
	116	Write Event Notification Bit Mask
	117	Write Event Notification Timing
	118	Event Notification Control
	119	Acknowledge Event Notification
	512	Read Country Code
	513	Write Country Code
	516	Read Device Location
517	Write Device Location
518	Read Location Description
519	Write Location Description
520	Read Process Unit Tag
521	Write Process Unit Tag
523	Read Condensed Status Mapping Array
524	Write Condensed Status Mapping
525	Reset Condensed Status Map
526	Write Status Simulation Mode
527	Simulate Status Bit
534	Read Device Variable Command Code

Quick Quote

Klik hier voor een Quick Quote!

FAQ (vaak gestelde vragen)

Hoe te beginnen?

De HCF publiceert een “Application Guide” (kosteloos te downloaden als PDF). Verder kunt u aanschaffen “HART Field Communications Protocol – A Technical Overview”. Dit document is uitstekend geschikt als startpunt om HART-specificaties en HPAL2 code te begrijpen.

Kan HPAL2 worden overgezet naar een andere processor of compiler?

Ja, het geringe deel hardware afhankelijke code is afgescheiden in 1 module om overzetten zo gemakkelijk mogelijk te maken. De Renesas compiler is een ANSI C compiler met een klein aantal uitbreidingen die in de meeste andere embedded microcontroller compilers ook voorkomen. Exalon Delft kan u ondersteunen met het overzetten en desgewenst de resultaten hiervan valideren.

Waar kan ik de HART Protocol specificaties krijgen?

Deze zijn aan te schaffen via Specifications & Documents (HCF) of de International Electrotechnical Commission website.

Is het nodig om lid te worden van de HCF?

Niet noodzakelijkerwijs, maar wij bevelen het u wel aan.

De HCF is eigenaar van een aantal intellectuele eigendomsrechten zoals handelsmerken, auteursrechten en octrooien. Lid worden geeft u bepaalde rechten om gebruikt te maken van deze intellectuele eigendommen. Andersom verdedigt de HCF deze rechten namens zijn leden.

Indien u de delen van de stack verwijdert waar HCF eigendomsrechten van toepassing zijn (zoals Burst Mode), geen HCF handelsmerken gebruikt en specificatiedocumenten los aankoopt dan hoeft u wellicht geen lid te worden. Bij twijfel kunt u het beste direct contact opnemen met de HCF of deskundig juridisch advies inwinnen.

Kan HPAL2 worden gebruikt om een HART-master te bouwen?

Het is altijd mogelijk software te veranderen in iets compleet anders. Maar realistisch gesproken is een HART-master een totaal andere state-machine dan een HART-slave. Als u een master nodig hebt kunt u overwegen onze Smart HART Modem toe te passen. Deze heeft een ingebouwde master.

Hoeveel geheugen gebruikt HPAL2?

Dat hangt ervan af van wat uw instrument aan functionaliteit implementeert, zoals het aantal Device Variabelen. Bovendien hangt het af van uw hardware platform en compiler.

De bijgeleverde applicatie op basis van een Generieke Transducer Model met volledige burst mode ondersteuning, gebouwd voor het M16C platform gebruikt ongeveer 4KB RAM en 48.5KB ROM.

Hoeveel “Source Lines of Code” is HPAL2?

Alle regels code gemeten met sloccount geven in totaal een SLOC van 12K wat overeenkomt met 2.8 manjaren werk aan programmeren en testen.

Hoe is de software gedocumenteerd?

The software is zelfdocumenterend (Doxygen). Bovendien is er een software handleiding bij inbegrepen. Deze bijgeleverde documentatie vervangt niet protocol design analyse, specificatie en test documentatie zoals deze wordt geleverd door de HCF, maaris bedoeld als aanvulling daarop.

* Some tests implementations of the HCF Test System are erroneous or not yet up-to-date with HART revision 7.7. This has been reported to the HCF.