2003年初，当第三代SERCOS和PROFInet工作组为今后的运动控制联网技术提出解决方案时，他们建议采用以太网作为伺服驱动联网的基础，促使伺服驱动的性能明显地提升。这两个工作组都声称，对于高性能运动控制应用来说，标准的以太网技术可作为下一代版本的物理层——以及作为高性能运动控制应用的兼容协议。
在2003年汉诺威博览会上，PROFIBUS国际组织（www.profibus.com）宣布，该组织在PROFInet 3.0 IRT版本基础上，开始为高动态运动控制应用开发一个高性能的实时解决方案，这个解决方案采用标准的以太网媒介，可兼容的协议以及能嵌入交换机和协议的ASIC(专用集成电路)，从而保证实时性和确定性。
同样在这次汉诺威博览会上, SERCOS 宣布，已开始开发下一代SERCOS（NGS）协议,以进一步改善SERCOS接口标准, 该协议将引入工业以太网技术。
以太网应用于运动控制领域
以太网在运动控制领域应用的最大优点是硬件、电缆投资成本低
以太网在运动控制领域应用的最大障碍是其如何克服在实时性能上天生的缺陷，保障确定性所需的额外硬件成本，星型网络拓扑的局限性及特定的实施是否能提供互操作性的问题。FireWire(IEEE-1394)作为运动控制联网协议的基础，其拥护者已经设立IEEE-1394标准，内建确定性的FireWire标准芯片集支持实时应用。
第三代SERCOS
新的SERCOS标准由包含SERCOS组织各会员公司成员的不同的工作组开发。在2003年德国SPS/IPC/DRIVES展上，其开发计划向业界公布，随后SERCOS组织还将致力于芯片级的技术开发。
按照Bosch Rexroth公司Scott Hibbard的看法，“SERCOS的会员公司经过细致的市场调查，认为融合以太网和SERCOS的定时机制将导致一种鲁棒、耐用和成本有吸引力的运动控制联网技术。
Hibbard指出，第三代SERCOS是采用以太网技术标准来扩展现有的SERCOS标准。所有节点（控制器、驱动器和I/O）不是连接到传统的环形拓扑结构上，就是连接到总线拓扑结构上。一个专用的、无冲突的实时通道用于硬实时通信，另一个附加的IP通道可以和实时通道并行地配置。Hibbard说，这两种通道都采用标准的以太网框架。一个专用的控制器芯片负责实时通道通信量和IP通道通信量之间的“切换”，并保证所有连接节点的硬同步。
他补充说明，这种第三代技术保持所有已被证明有效的SERCOS机制，例如行之有效的协议，硬件同步以及独特的运动控制协议行规，主要的增强功能是用于传输异步数据的附加IP通道（维护、诊断等信息）以及网络节点之间直接通信（交叉通信）的可能性。
一个附加的改进是定义冗余机制，当采用环形拓朴结构时，可实现这个机制。例如，一根电缆断开时，这种冗余机制为通信提供可选择的路径，从而“无扰动”地恢复通信功能。
SERCOS的性能
使用高效的SERCOS协议并结合高带宽的快速以太网，SERCOS工作组声称，运动控制网络的性能将是引人注目的。Hibbard指出，预期的性能是在一个单独的网络上最多可支持150个驱动器，其更新的速率为500微秒（取决于每个驱动器的数据量和配置的IP通道的规模）。Hibbard补充说，性能的提高有助于实现信号集中处理的多轴驱动方案（16个驱动器，其更新的速率为62.5微秒）。
SERCOS组织还声称，第三代SERCOS将是一个成本很低，但效率相当高的新技术，所需要只是一个专用集成电路芯片，以太网连接器以及布线。Hibbard指出，不需要任何附加的以太网部件如网桥、路由器或交换机（这些会显著地增加成本）就能实现硬实时性能，所有这些使第三代SERCOS即使对“低成本设备”亦是颇具吸引力的。
SERCOS将继续支持光纤接线，Hibbard说：“目前，SERCOS的优点之一是它有这样的能力：可以使控制驱动器运行的对干扰敏感的控制器不受电机产生的电磁干扰的影响。”
根据Brian Casey（来自Rockwell Automation 公司Kinetx集成运动控制部门）的说法：“对运动控制而言，下一代SERCOS网络将采用CAT5级别 的电缆作为物理媒介，网络的其余部分是混合的以太网技术，但是有一定数量的SERCOS环形拓扑结构以及位于该以太网媒介顶部的其他配置属性。”Casey说，新的SERCOS体系结构将提供不同的模型，而不是只通过带宽来解决问题，“利用时间服务的优点”, Casey断言，“你可以在一个时间同步化的网络上，实际上获得比你在超高速网络上能得到的更佳的性能和高可靠性。”
采用IEC 1588（用于网络测量和控制系统精确时钟同步协议的国际标准）并结合100Mbps的以太网网络，Casey说，网络上的每个设备将有嵌入的IEC61588功能，并且它们自身的本地时钟与主时钟同步。
“藉助于时间同步”， Casey补充说，“如果由于某种原因一个信息已延迟了，你还有插补的机会，这是因为你知道在什么时候预计可收到这个信息包。在终端节点设备上的智能和终端节点的确定性有许多优点——其中之一是实现与安全有关的功能度，这是一个很大的优点。”
图1：基于诸多优点，制造商正开始更多的使用以
PROFInet IRT
PROFIBUS国际组织也正在采用步骤来开发一种称为PROFInet版本3 IRT的新的运动控制联网标准。按照PROFIBUS组织的说法，这种等时的实时解决方案（IRT）满足高性能运动控制应用在性能和时钟同步方面的所有要求。
可达到的性能是：当控制150个轴且循环时间为1ms时，其抖动小于1 microsecond。该组织还声称，PROFInet V3与目前任何其他可提供的解决方案相比，它的功能更为强大，并且与TCP/IP标准完全兼容。
“我们正在为IRT产品的简易实施而开发一种四端口、实时的基于专用集成电路的交换机,”Michael Bryant（Profibus Trade Organization执行总监）说,“这种专用集成电路能快速、经济地开发和生产IRT设备，并不再需要采用附加的交换机。”
Bryant说，嵌入在专用集成电路内的实时交换机负责设备的确定性，此外还有一个软件通道机制。这种体系结构的一个主要优点是系统具有同时运行硬和软实时任务的能力。
PROFInet SRT（软实时能力）利用嵌入在Flash存储器内的协议堆栈，生成一个到TCP/IP的辅助通道，而经过PROFInet的常规通信是TCP/IP通信。所有I/O，HMI和工厂数据通信都是在SRT通道上进行的。
“当需要传输出实时数据时，基本上只需设置一个二进制位而不是利用一个TCP/IP通道，可以采用等时实时通道，”Bryant说。“不必通过网络中的各个层次和进行TCP/IP通信所需要的处理，代替的是使用保证达到毫秒级的快速通道性能。”
PROFInet IRT保证使用以太网时可达到实时和确定性性能的方式是：由一个交换机建立起一个点对点的连接以及将交换机和协议两者嵌入到专用集成电路芯片内。
“如果你在两个IP地址和两个不同专用集成电路之间由交换机来建立点到点连接，你就可以写入数据，”Bryant说。“随后只是这个数据的传输问题，以及确定这两个设备之间性能的解码等。”
“在后台，可以进行其他事情，”他补充说，“你可以有SRT设备之间的通信，这是因为它并不像今天的PROFIBUS那样是一种典型的主/从技术，这是它们不同之处，因而允许你能在总线上进行所有这些不同的通信业务。”
Bryant说，为了达到硬实时性能，你必须配置专用集成电路。对于软实时而言，你只需将协议嵌入在一个Flash存储器内。“相对于硬件解决方案而言，这是一种软件的解决方案，而IRT则提供鲁棒、耐用的硬件解决方案，”他这样说。
