MIDDLEWARE · ミドルウェア／プロトコルスタックSYS TEC electronic 主力 No.2
CANopen Master & Slave Stack (CiA 301)
型番 / ID: SO-877
概要
CANopen Master & Slave Stack（SO-877）は、CiA 301 仕様の完全な機能を ANSI-C ソースコードで提供する CANopen プロトコルスタックです。NMT マスタ（ネットワークマネージャ）・LSS マスタ（Layer Setting Services）・SDO クライアントを含む、フル機能の CANopen マスタ／スレーブ機器を標準準拠のまま短期間で実装できます。多くの産業アプリケーションで標準適合が実証されており、開発元 SYS TEC electronic は25年以上 CANopen を継続開発してきた CiA メンバーです。
性能面では、アプリケーションレベルまで直接イベントを通知するイベント指向設計と「ゼロコピー」戦略により、リアルタイムアプリケーション／RTOSでの使用に最適です。ソースはモジュール化・スケーラブルで、多数の構成オプションにより速度とメモリ消費を最適化できます。体系的なAPI・サンプルプログラム・ターゲット別デモプロジェクト・充実したドキュメントが段階的な導入を支援します。
プラットフォームは、ベアメタルから FreeRTOS・SafeRTOS・ThreadX・Keil-RTX・SEGGER embOS・Linux・Windows まで幅広く対応。8/16/32bit の主要MCU（STM32全シリーズ・NXP S32K1xx(CAN FD)・TI・Renesas Synergy/RX・Infineon XMC/TriCore/T2G・Microchip PIC32/dsPIC33 等）でデモプロジェクトが提供されます（V5.71 対応表）。未対応プロセッサへの適応やCANドライバ移植は SYS TEC が数日で対応可能です。
ライセンスはバイアウト方式：製品ロイヤリティもランタイムライセンスも不要です。1年間の無償サポート＋アップデート、テスト・ネットワーク構成用ツールチェーンが付属します（Value Pack「SO-877-VP」には CANopen DeviceExplorer・CANバスモニタ・USB/CANインターフェースも同梱）。CiA 402 や CiA 304 SRDO 等のアドオンで産業別要件にも対応できます。
主要仕様
| 規格 | CiA 301（CANopen） |
|---|---|
| 提供形態 | ANSI-C ソースコード（買い切り／サイト単位） |
| 対応OS | ベアメタル / FreeRTOS / SafeRTOS / ThreadX / Keil-RTX / embOS / Linux / Windows |
| 対応機能 | NMT Master、LSS Master、SDO Client |
| ライセンス | 製品開発のランタイム料は不要 |
| 設計 | Zero-Copy 実装・モジュール構成（CCM 中央層） |
技術仕様
準拠規格
| プロファイル | CiA 301 v4.2（CANopen アプリケーション層） |
|---|---|
| 物理層 | CAN 2.0A/B（Classical CAN） |
| 伝送速度 | 10 kbit/s〜1 Mbit/s（CiA 301 標準ビットレート） |
CiA 301 FULL
スタック機能（CiA 301 フル実装）
| PDO | 受信512／送信512。静的・動的・ビット単位マッピング、MPDO（アドオン） |
|---|---|
| SDO | サーバ127／クライアント127。セグメント転送・ブロック転送、SRDクライアント |
| NMT／監視 | NMTスレーブ状態機械・ブートアップ・ノード/エラー制御、ハートビート（プロデューサ＋コンシューマ127）、ライフ/ノードガーディング |
| 同期・緊急 | SYNC・EMCY 各プロデューサ/コンシューマ、タイムスタンプ（高精度対応） |
| その他 | LSSマスタ/スレーブ、パラメータ保存/復元、CiA 303-3、マルチインスタンス、CANドライバソース同梱・イベント駆動API |
SUPPORTED TARGETS
対応プラットフォーム（V5.71 対応表より）
| 8/16bit | Infineon・Philips・80x51・Atmel AVR・Silabs／Renesas・Fujitsu・Microchip・TI |
|---|---|
| 32bit | STM32 F0〜H7/G4/H5（bxCAN/FDCAN）、NXP S32K1xx（CAN FD）・LPC・Kinetis・MPC56xx、TI TMS570/Hercules/TMS320/AM335x、Renesas Synergy（ThreadX）・RX72、Infineon XMC4000・TriCore・T2G、Microchip PIC32/dsPIC33、GigaDevice GD32、x86/x64、Raspberry Pi（SocketCAN） |
| RTOS／OS | ベアメタル・FreeRTOS・SafeRTOS・ThreadX・Keil-RTX・SEGGER embOS・eCos・PxROS／Windows・Linux・DOS |
| 外部CANコントローラ | SJA1000・TouCAN・TwinCAN・82527・MCP2515・TDRV011 |
| 未対応ターゲット | SYS TEC の適応サービス（ドライバ移植・デモ作成を数日で対応） |
| 対応表（PDF） | PDF対応ターゲット一覧をダウンロードSO-877 のソースコードに標準付属するデモプロジェクトの対応表（CANopen Stack V5.71）↓ |
ADD-ONS
アドオンパッケージ
| CiA 402（SO-1081） | サーボ・インバータ等ドライブ/モーション制御プロファイル |
|---|---|
| MPDO（SO-1066） | CiA 301 多重化PDO |
| SRDO／CiA 304（SO-1059） | 安全関連CANopenデバイス開発（SRDO） |
| Dynamic OD（SO-1074） | 実行時のオブジェクトディクショナリ変更（CiA 302） |
| SDO Gateway（SO-1078） | ネットワーク間SDO転送 |
| Flying Master（SO-1114） | マルチマスタ系の動的マスタ決定（CiA 302） |
| Bootloader（SO-1089） | CANopen経由のバイナリ転送・実行（CiA 302） |
CiA 304 / SRDO
CANopen Safety（CiA 304／SRDO）の基礎
| 規格 | CiA DS304 → EN 50325-5（CANopen EN 50325-4 の安全拡張） |
|---|---|
| SRDO構造 | 1 SRDO＝2 CANメッセージ。データは2通目でビット反転して冗長送信、IDは奇数/偶数ペア |
| 受信監視 | SCT（Safeguard Cycle Time）と SRVT（2メッセージ間隔）を監視。無効SRDOで安全状態へ |
| 原理 | ブラックチャネル＋安全通信層（SCL）で改ざん・喪失・遅延・なりすまし等を制御 |
| 実装 | SRDOアドオン（SO-1059）で対応。IEC 61508 の 1oo1（Lockstep）/1oo2（二重化）設計指針あり |
技術仕様
対応サービス
| PDO | TPDO/RPDO（イベント・同期・インヒビット／イベントタイマ） |
|---|---|
| SDO | Expedited / Segmented / Block 転送 |
| NMT | スレーブ（ステートマシン）／ハートビート・ノードガーディング |
| 特殊機能 | EMCY（緊急）、SYNC、TIME、LSS（CiA 305） |
| オブジェクト辞書 | EDS/XDD/DCF 対応、静的・動的構成 |
技術仕様
実装・対応OS
| 実装言語 | ANSI-C ソースコード（HAL 分離・Zero-Copy 設計） |
|---|---|
| ベアメタル | 対応（中央層 CCM ＋ ドライバ層） |
| RTOS | FreeRTOS / SafeRTOS / ThreadX / Keil-RTX / SEGGER embOS |
| OS | Linux / Windows |
| CANチャネル | 複数チャネル構成に対応 |
技術仕様
提供・ライセンス
| 提供形態 | ソースコード（買い切り／サイトライセンス） |
|---|---|
| ランタイム料 | 不要（製品出荷数に依存しない） |
| ツール | CANopen DeviceExplorer で診断・テスト |
通信スタックの構成・対応仕様
通信スタックは「ドライバ層 → スタック層 → 関連機能層」の3層で構成されます。この製品の位置づけと対応仕様を示します。
デバイス（スレーブ）スタック。OD/PDO/SDO/NMT/EMCY を実装。
ドライバ層Driver / BSP
MCUのCAN/LIN/Ethernetコントローラを直接制御する最下層。送受信・割込み・タイミングを担う。MCU・ペリフェラルに依存。
例: CAN Driver / BSP・LIN低レベルドライバ・Ethernet MACドライバ
▲ 上位が下位を利用
スタック層（プロトコル）Protocol Stackこの製品
プロトコルの中核。フレーム構成・状態管理・トランスポート（分割再送）・アドレッシングを実装。仕様番号に準拠。
例: CANopen（CiA 301）・J1939・UDS（ISO 14229）・ISO-TP（ISO 15765-2）
▲ 上位が下位を利用
関連機能層（アプリ/プロファイル）Application / Profile
スタックの上に乗る応用機能。デバイスプロファイル・マネージャ・LSS・ブートローダ・適合試験・設定ツールなど。
例: CiA 401 I/O・CiA 402 モーション・LSS（CiA 305）・フラッシュブートローダ・コンフィグツール
CiA 仕様番号別の機能 ― 何ができて、何ができないか
CANopen は CiA 301 が基本（通信プロファイル）。その上に番号別の追加機能・デバイスプロファイルが積み上がります。製品がどの番号に対応するかで、できることが決まります。
| CiA番号 | 機能 | 対応すると | 制約・できないこと |
|---|---|---|---|
| CiA 301 ✓対応 | アプリケーション層・通信プロファイル（基本） | OD（オブジェクト辞書）・PDO・SDO・NMT・SYNC・EMCY・TIME・Heartbeat。SDOブロック転送・MPDO（v4.x）。これがすべての土台。 | 単体ではI/Oやモーション等のデバイス機能は規定しない（プロファイルが別途必要）。 |
| CiA 1301 | CANopen FD アプリケーション層 | CAN FD 上の CANopen。最大64バイトPDO・FD対応SDO。大容量・高速ペイロード。 | Classic CAN ノードとは直接相互運用不可（FD対応機器同士）。 |
| CiA 302 | 追加機能：マネージャ・設定・ブート | NMTマスタ／フライングマスタ、設定マネージャ、SDOマネージャ（動的SDO）、プログラムダウンロード、マルチレベルネットワーキング。 | デバイス側の入出力定義は含まない（デバイスプロファイル側）。 |
| CiA 305 | LSS（レイヤ設定サービス） | ノードID未設定機器のID割当・ビットレート変更を2フレームで実施。Fastscanで未設定機器を識別。プラグ&プレイ構成に必須。 | LSS構成はマスタ側実装が前提。スレーブのみではID自己設定不可。 |
| CiA 306 / 311 | EDS / DCF / XDD（電子データシート） | 機器のOD記述（CiA306=INI形式EDS、CiA311=XML形式XDD/ISO 15745）。適合試験に必須、ツールでの自動構成を可能に。 | 記述ファイルであり、実行コードそのものではない。 |
| CiA 401 | デバイスプロファイル：汎用I/O | デジタル/アナログI/Oの標準化（最大64点デジタル・12点アナログ、FD版で512点）。同プロファイル機器は相互運用・交換可能。 | モーション制御やセンサ固有機能は対象外（402/404）。 |
| CiA 402 | デバイスプロファイル：モーション/ドライブ | サーボ・インバータ・ステッパの制御（FSA状態機械、各動作モード、PDO/SDO）。IEC 61800-7-201/301準拠。FD版64バイトPDO。 | オプション機能が多く、ベンダ間の完全互換は保証されない（要EDS確認）。 |
| CiA 404 / 417 / 447… | その他デバイス/アプリプロファイル | 404=計測/閉ループ制御、417=エレベータ、447=特装車、422=塵芥車 など業界別の標準機能。 | 対象業界以外には不適。実装は該当プロファイル対応製品が必要。 |
主な用途
- 産業オートメーションのセンサ・アクチュエータ・I/O
- CANopen マスター／スレーブ機器の量産
- ネットワーク診断・構成・サービス
導入メリット
- ランタイムライセンス料が不要
- Zero-Copy 実装・モジュール構成で高効率
- 新ターゲットへの移植が容易（HW層を分離）
対応環境
- 対応OS：ベアメタル / FreeRTOS / SafeRTOS / ThreadX / Keil-RTX / embOS / Linux / Windows
- 規格：CiA 301（Device）/ CiA 302（Manager）
- 提供：ANSI-C ソース（買い切り・サイト単位）
よくある質問
CANopen Master & Slave Stack（SO-877）はどのような製品ですか？
CiA 301 の完全な機能を ANSI-C ソースで提供する CANopen プロトコルスタックです。NMTマスタ・LSSマスタ・SDOクライアントを含み、マスタ／スレーブ両方のフル機能デバイスを標準準拠のまま実装できます。ゼロコピー＋イベント駆動でリアルタイム用途にも適します。
ライセンス費用はどのようにかかりますか？
バイアウト方式のソースコードライセンスで、製品ロイヤリティやランタイムライセンスは不要です。1年間の無償テクニカルサポートとアップデートサービスが含まれます。
使用したいMCUが対応表にない場合は？
SYS TEC が適応サービスを提供しています。CANドライバの移植や特定デモプロジェクトの実装、未対応プロセッサへの適応は通常数日で対応可能です。ご相談はPositive ONE Groupまで。
この製品が含まれるソリューション
この製品は、複数製品を組み合わせた次の構成の要素です。構成全体での位置づけは各ソリューションページをご覧ください。
- 産業ネットワーク（CANopen）機器開発 — この製品の役割: 中核CiA 301 / 302 — デバイス実装 × マスタ実装 × 解析 × 量産書込み
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