是誰緊扣工業(yè)自動化脈搏?網(wǎng)絡(luò)傳感器!
工業(yè)自動化通信協(xié)議均使用了分級主/從構(gòu)架。主設(shè)備一般為PLC,要不就是一些智能控制單元。從設(shè)備一般為馬達驅(qū)動器以及一些不發(fā)起動作或者控制過程的傳感器。為了實現(xiàn)自動化系統(tǒng)承載網(wǎng)絡(luò)所需的高速、低延遲通信,許多協(xié)議增強了與這些從設(shè)備有關(guān)的媒體訪問(MAC)層功能。這給從設(shè)備帶來更大的本地協(xié)議處理負擔,最終導(dǎo)致在分布式從設(shè)備中使用協(xié)議處理專用ASIC或者FPGA。而由于工業(yè)自動化系統(tǒng)中的從設(shè)備通常多于主設(shè)備,極大增加了整體系統(tǒng)的成本。
TI與您一同應(yīng)對挑戰(zhàn)
戰(zhàn)勝工業(yè)自動化面臨的這些挑戰(zhàn)需要先進技術(shù),以實現(xiàn)通信聯(lián)網(wǎng)和合理化。TI一直致力于為工業(yè)自動化系統(tǒng)制造商提供嵌入式處理器、傳感器、軟件搭建模塊和支持工具的完整解決方案。這種技術(shù)必須簡單、具有高成本效益,以滿足這類系統(tǒng)中重要組件的需求(PLC、HMI、傳感器和馬達驅(qū)動器),并同時支持主從設(shè)備的分級要求。此外,TI重點提供高效的支持方案,針對客戶各異的需求,簡化其工廠自動化系統(tǒng)的部署。
基于Sitara™ ARM®的處理器在工業(yè)自動化應(yīng)用中的良好業(yè)績,證明了TI解決方案的成功。Sitara AM18x ARM9™(以及最新的AM335x ARM Cortex™-A8片上系統(tǒng)(SoC)),集成了多個處理內(nèi)核、實時通信加速器,用于多協(xié)議處理、實時和高級操作系統(tǒng)、圖形處理和大量其它資源的處理工作,以克服未來幾年工業(yè)自動化所面臨的挑戰(zhàn)。
特別是AM335x ARM Cortex-A8 SoC,它是TI的工業(yè)自動化發(fā)展戰(zhàn)略的例證。使用275GHz到1GHz的處理速度,AM335x SoC可以滿足智能傳感器到PLC以及兩者之間其它自動化組件的處理要求。另外,低功耗特點讓AM335x處理器能夠應(yīng)對最為嚴格的功耗預(yù)算。
圖2 Sitara ARM AM335x處理器結(jié)構(gòu)圖
AM335x解決方案擁有多協(xié)議通信能力,無需協(xié)議處理專用離散式ASIC或者FPGA。這從本質(zhì)上讓從設(shè)備的材料清單成本降低40%。把對許多流行協(xié)議(例如:PROFIBUS和EtherCAT)的支持集成到AM335x處理器中,可大大簡化AM335x處理器型器件聯(lián)網(wǎng)的工作量。例如,把AM335x處理器型傳感器連接至工廠自動化系統(tǒng),通常只需對一個典型PHY或者UART界面進行編程,這是大多數(shù)工業(yè)編程人員都已經(jīng)非常熟悉的工作。由于無需再進行艱苦的學(xué)習(xí),因此縮短了部署時間,降低了成本。AM335x嵌入式處理器在工業(yè)控制系統(tǒng)中成功的關(guān)鍵是其基于可編程實時單元的工業(yè)通信子系統(tǒng)(PRU-ICSS),它實現(xiàn)了片上多協(xié)議處理,并確保主從設(shè)備的必備延遲通信。PRU-ICSS由運行在200MHz下的兩個32位RISC處理內(nèi)核組成。它能夠單循環(huán)執(zhí)行,并且其直接I/O界面以5納秒的速度采樣,確保實時通信所需的高吞吐速率。PRU-ICSS還裝備有一個完整的內(nèi)存子系統(tǒng),其由內(nèi)核指定共用內(nèi)存和一個32位中斷控制器組成。這些功能以及其邏輯、控制和算法,讓PRU-ICSS成為支持所有流行工業(yè)自動化協(xié)議(包括PROFIBUS/PROFINET、EtherCAT和Ethernet/IP等)實時從通信接口的理想選擇。因其可編程特性,PRU-ICSS還可實現(xiàn)定制知識產(chǎn)權(quán)(IP)或者定制底層總線。
圖3 PRU-ICSS結(jié)構(gòu)圖
AM335x處理器是一種通用SoC,可有效實現(xiàn)工業(yè)自動化網(wǎng)絡(luò)中的絕大多數(shù)功能。例如,支持2D和3D圖形的備選功能,從而特別適合于HMI單元。另外,由于支持高級操作系統(tǒng)(HLOS),例如:Linux™、Windows®嵌入版CE和Android™,因此使用AM335x SoC時,操作員可以輕松地與HMI和其它應(yīng)用程序互動。許多實時操作系統(tǒng)(RTOS),包括TI的SYS/BIOS™和許多其它第三方RTOS等,為開發(fā)人員帶來了高效的傳感器和馬達驅(qū)動器解決方案,它們不需要內(nèi)存密集型HLOS,但需要低延遲的實時性能。組件的可靠性和壽命是工業(yè)自動化系統(tǒng)的另一個關(guān)鍵標準。在大多數(shù)情況下,這些系統(tǒng)均在惡劣的環(huán)境下使用,這是一個巨大的挑戰(zhàn)。由于它們的部署時間和成本,工廠自動化系統(tǒng)的預(yù)計有效壽命周期通常都很長。AM335x處理器證明,它是一種非常可靠的SoC。它的工作溫度范圍很大,可以持續(xù)處于上電狀態(tài)達100000小時以上。TI還保證,AM335x解決方案的產(chǎn)品壽命可達10年以上。
圖4 Sitara AM335x可擴展平臺
搶占市場先機TI的工廠自動化解決方案得到眾多軟件和硬件開發(fā)工具的廣泛支持,讓自動化供應(yīng)商可以快速地實現(xiàn)其系統(tǒng)設(shè)計,擁有市場上最為先進的功能。特別是,AM335x處理器得到了一種簡單卻強大的開發(fā)工具工業(yè)通信引擎(ICE)的支持,它給自動化廠商帶來了一個高成本效益的平臺,用于開發(fā)、測試和優(yōu)化從
責(zé)任編輯:廖生玨
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