Prozessdatenschnittstelle (PDI)

Die Prozessdatenschnittstelle (PDI) ist eine kritische Hardware-/Softwareschnittstelle in EtherCAT-Protokollprozessoren, die den bidirektionalen Austausch von Prozessdaten zwischen dem EtherCAT-Master-Controller und den Slave-Geräten verwaltet. Sie übernimmt den zyklischen Datenaustausch für Echtzeit-Steuerungsanwendungen, einschließlich Eingangsdaten von Sensoren und Ausgangsdaten zu Aktuatoren, und gewährleistet dabei eine deterministische Kommunikationszeit und Synchronisation über das Netzwerk. Die PDI ist die zum lokalen Anwendungsteil gerichtete Schnittstelle eines EtherCAT-Slave-Controllers (ESC). Während ein EtherCAT-Frame den Slave durchläuft, liest und schreibt der ESC die darin enthaltenen Prozessdaten im Vorbeilaufen, ohne den Frame anzuhalten oder vollständig zu speichern; diese Bytes landen im internen Dual-Port-Speicher des ESC. Die PDI ist der zweite Port dieses Speichers, über den die Anwendung des Slaves auf dieselben Adressen zugreift. Je nach dem in den ESC-Konfigurationsregistern gewählten PDI-Typ zeigt sie sich als serieller SPI-Port, als 8- oder 16-Bit-Parallelbus (synchron oder asynchron) fuer einen lokalen Mikrocontroller, oder - auf Slaves ganz ohne Mikrocontroller - als direkt herausgefuehrte digitale I/O mit bis zu 32 Leitungen. Die Datenkonsistenz zwischen Netzwerk- und Anwendungsseite sichern die SyncManager: zyklische Prozessdaten laufen als Dreifachpuffer, sodass jede Seite stets ein vollstaendiges Abbild sieht, azyklische Daten ueber eine Mailbox mit Handshake. Die Integritaet des Frames selbst deckt die Ethernet-CRC zusammen mit dem Working Counter ab, den jeder adressierte Slave beim Durchlauf inkrementiert.