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TI:工业乙太网必须提高即时网路速度 实现智慧工厂关键应用
 

【CTIMES/SmartAuto 王岫晨 报导】   2020年07月16日 星期四

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自从乙太网路技术问世以来,其发展速度突飞猛进,并被大量应用於商用和企业中。由於乙太网路具有定义明确的标准和易於部署的特性,在工业世界中的应用也十分广泛。只不过,要能满足严苛工业环境中的乙太网路需求,仍需要更深入的洞察力和资源投入。

德州仪器半导体行销与应用产品应用经理林家贤分享 TI 最低延迟 10 100 Mbps乙太网路 PHY解决方案。
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事实上,工业环境和商业环境完全不同,这使得在工业环境中的乙太网路运作会面临一系列的挑战。工业环境往往包括许多严苛的条件,如更宽的温度范围和电压、更高的杂讯与机械应力等。工业级乙太网路的实体层必须根据乙太网路协议的要求来执行,而工业环境在选择乙太网路实体层时,也必须考量三个重要因素。

1. 低延迟

延迟是指数据封包从源头传输到目的地所需的时间。网路中的不同部分将导致整体的网路延迟。工业网路中的通讯对时间有严格要求,应将延迟最小化与精确化。较高的延迟和不同数据封包的到达时间会降低系统性能。

标准乙太网路具有不确定性。IEEE 802.3 标准并没有指定乙太网路实体层的最大延迟数。然而,对於工业环境中的乙太网路收发器来说,具备低延迟与确定性延迟非常重要。低延迟与确定性延迟能够加快反应速度并提高可预测性。低延迟可以让应用更快地运行,因为讯息透过网路传播时所需的等待时间更短,而确定性延迟提升了不同网路的同步性。

2. EMI/EMC

电磁干扰(EMI)是系统无意间产生的电磁能量。另一方面,电磁相容(EMC)则是指系统能够在其他系统产生电磁能量的环境中运行。EMI和EMC是工业环境中的重要叁数,因为其可能包含多种电磁能量来源。抗电磁干扰性差的系统会辐射大量能量,扰乱周遭的敏感装置并降低效率,因为能量在辐射中将被浪费。电磁相容差的设计会使系统高度敏感并导致性能问题。电磁相容设计差的系统性能,也可能受其他典型辐射源影响,如Wi-Fi、手机等。

现今市面上存在不同的EMI/EMC标准,如欧洲标准化委员会(EN)、国际无线电干扰特别委员会(CISPR)、美国联邦通讯委员会(FCC)等,这些标准会因地区与预期市场的不同而变化。装置在获得使用认证前,必须满足这些标准规定的要求。这些标准也会随装置的最终应用而变化。通常工业市场的EMI/EMC标准都比商用市场更为严格。

3. ESD保护

静电放电(ESD)是一种突然进入系统的电流,并与带电体接触。静电放电事件很短,但会对系统注入大量能量。如果装置的设计不能承受这类事件,对装置来说是具毁灭性的,通常会导致装置毁坏。由於静电放电并不总是留下明显的毁坏痕迹,因此在复杂的系统中很难找到损坏的装置。作为一个如此重要的叁数,诸如国际电工委员会 (IEC) 61000-4-2已经制定ESD标准,以订定装置必须满足的最低要求。哪些装置必须满足要求,取决於它们的最终应用。与EMI/EMC类似,工业市场的ESD要求会比商业市场更为严格。

工业级乙太网路实体层必须具有低确定性延迟,以符合严格的EMI/EMC标准,并能抵抗ESD事件。TI所推出的乙太网路产品组合都能满足这些要求,并已在世界各地的严苛工业环境中被广泛使用,包括DP83867工业级Gigabit 乙太网路实体层等装置。

德州仪器科技委员会委员暨半导体行销与应用经理林家贤对此也进行的详细的说明。林家贤认为,正是在智慧制造的驱动之下,许多产业都经历着自动化、与智慧化转型,而「连结」与「最隹化」都可被视为是智慧制造的核心。德州仪器DP83826E 10/100 Mbps 乙太网路实体层,具备低延迟的特性,能提高工业自动化系统中的即时网路速度。

另外,为了加速落实工业 4.0 与智慧工厂,因应工业网路中时效性通讯的严苛要求,德州仪器工业乙太网路解决方案也能有效达到低延迟、符合EMI/EMC标准,并能抵抗ESD事件。

透过低延迟的10/100 Mbps 乙太网路实体层,能够改善工业自动化系统的反应时间,并确保系统讯号完整性,特别适合工厂自动化、运动控制、机器人、智慧电网、建筑自动化系统等工业环境中,可进一步强化设备运行的稳定性与可靠度。

關鍵字: TI 
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