スマート・ファクトリでの通信に適した TI のテクノロジー

カメラ、モーター、ロボット、PLC、その他の複雑なシステムに関するサービス提供を想定した、コンピュータ業界の各種イーサネット・プロトコルには、多くの選択肢があります。シンプルなセンサやアクチュエータであっても、より大規模な産業用イーサネット環境で効果的に動作させる必要があります。自動装置との間で通信を行う目的で多くのオプションを利用できるので、産業用システムの設計者の皆様は、フレキシビリティの高さと使いやすさを両立したソリューションを必要としています。TI のテクノロジーはこの種の要件を満たすために、産業用通信に適した統合型ソリューションを提供しています。これらの産業用通信は、IO-Link や一般的な産業用イーサネット・プロトコルの大半を含めた多くの規格に基づくものです。

TI の TIOL111x トランシーバ・ファミリは、IO-Link の包括的な機能に加えて、自動化システム内のセンサとアクチュエータを対象にした、静電気放電 (ESD)、電気的高速過渡 (EFT)、サージに関する保護機能も搭載しています。評価基板 (EVM) を使用すると、動作中の各種デバイスを確認できます。また、各種リファレンス・デザインは、トランスミッタ、近接スイッチ、ソレノイド・ドライバ、超音波、その他のアプリケーションの迅速な開発に役立ちます。

10/100Mbps 対応のイーサネット PHY である DP83822 は、±16kV の HBM (人体モデル) ESD に対処する保護機能と、class B の放射型電磁波の分類に基づき、過酷な環境に対処できる強化型の保護機能を実現しています。この製品は、銅線とファイバ、両方のメディアをサポートしています。これより高速なデータ・レートを必要とするシステムの場合、1Gbps のイーサネット PHY である DP83867 も、過酷な環境に適した強化型の保護機能を実現しており、往復待ち時間が 380ns で、TSN (time-sensitive network：時間に制約のあるネットワーク) 準拠という特長があります。

アプリケーション設計者の皆様が、より広い帯域幅とディタミニスティック (確定的) なタイミングを必要とする場合、開発中のシステムが複数のフィールドバス環境との互換性を達成するために、サポートしようとする産業用イーサネット・プロトコルの数を判断する必要があります。以前は、複数のプロトコルを追加するには、追加のインターフェイスを製作するか、マザーボードに接続する交換可能モジュールを製作する必要がありました。どちらの方針に決定する場合でも、追加のハードウェアの設計、多くの部品表 (BOM) の選定、テストと認証に関する長いサイクルが必要になります。

ハードウェアを追加する代わりに、TI Sitara™ ファミリの Arm® プロセッサが提供している統合型のプログラマブル・リアルタイム・ユニットと産業用通信サブシステム (programmable real-time unit and industrial communication subsystem、PRU-ICSS) を使用すると、マルチプロトコルの産業用イーサネットをサポートできます。

PRU は、デバイスの実行時に各種産業用プロトコルのファームウェアをロードします。EtherCAT、Profinet、Ethernet/IP の各オプション、およびこちらのアプリケーション・ノートで説明している他の選択肢が使用できます。リアルタイムの重要なタスクを処理するために、従来は ASIC (特定用途向け集積回路) または FPGA (フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ) を採用していましたが、PRU-ICSS はこのようなタスクを処理できます。その結果、新機能や新しいプロトコルが必要になる場合でも、アップグレード可能なソフトウェア・ベースのソリューションを採用することができます。Sitara プロセッサを採用すると、複数の産業用イーサネット・プロトコルを使用するファクトリ・オートメーションに対応するシングルチップ・ソリューションを製作できます。

TI は、産業用イーサネットと、CAN などの他の規格向けに幅広いインターフェイスを提供しています。スタンドアロン・ソリューションの形態と、他の統合型ソリューションの一部として使用できるテクノロジー・モジュールの形態の両方を入手できます。

TI の多くのネットワーク製品は、回路とユーザーを保護するために強化絶縁機能を採用しており、それ以外の製品でも、他のデバイスを採用して設計に強化絶縁機能を追加することができます。産業用自動機器のさまざまなアプリケーション向けの多様な開発サポートとして、ソフトウェア、ツール、EVM、リファレンス・デザインを入手することができます。