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TI:工業乙太網必須提高即時網路速度 實現智慧工廠關鍵應用
 

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

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自從乙太網路技術問世以來,其發展速度突飛猛進,並被大量應用於商用和企業中。由於乙太網路具有定義明確的標準和易於部署的特性,在工業世界中的應用也十分廣泛。只不過,要能滿足嚴苛工業環境中的乙太網路需求,仍需要更深入的洞察力和資源投入。

德州儀器半導體行銷與應用產品應用經理林家賢分享 TI 最低延遲 10 100 Mbps乙太網路 PHY解決方案。
德州儀器半導體行銷與應用產品應用經理林家賢分享 TI 最低延遲 10 100 Mbps乙太網路 PHY解決方案。

事實上,工業環境和商業環境完全不同,這使得在工業環境中的乙太網路運作會面臨一系列的挑戰。工業環境往往包括許多嚴苛的條件,如更寬的溫度範圍和電壓、更高的雜訊與機械應力等。工業級乙太網路的實體層必須根據乙太網路協議的要求來執行,而工業環境在選擇乙太網路實體層時,也必須考量三個重要因素。

1. 低延遲

延遲是指數據封包從源頭傳輸到目的地所需的時間。網路中的不同部分將導致整體的網路延遲。工業網路中的通訊對時間有嚴格要求,應將延遲最小化與精確化。較高的延遲和不同數據封包的到達時間會降低系統性能。

標準乙太網路具有不確定性。IEEE 802.3 標準並沒有指定乙太網路實體層的最大延遲數。然而,對於工業環境中的乙太網路收發器來說,具備低延遲與確定性延遲非常重要。低延遲與確定性延遲能夠加快反應速度並提高可預測性。低延遲可以讓應用更快地運行,因為訊息透過網路傳播時所需的等待時間更短,而確定性延遲提升了不同網路的同步性。

2. EMI/EMC

電磁干擾(EMI)是系統無意間產生的電磁能量。另一方面,電磁相容(EMC)則是指系統能夠在其他系統產生電磁能量的環境中運行。EMI和EMC是工業環境中的重要參數,因為其可能包含多種電磁能量來源。抗電磁干擾性差的系統會輻射大量能量,擾亂周遭的敏感裝置並降低效率,因為能量在輻射中將被浪費。電磁相容差的設計會使系統高度敏感並導致性能問題。電磁相容設計差的系統性能,也可能受其他典型輻射源影響,如Wi-Fi、手機等。

現今市面上存在不同的EMI/EMC標準,如歐洲標準化委員會(EN)、國際無線電干擾特別委員會(CISPR)、美國聯邦通訊委員會(FCC)等,這些標準會因地區與預期市場的不同而變化。裝置在獲得使用認證前,必須滿足這些標準規定的要求。這些標準也會隨裝置的最終應用而變化。通常工業市場的EMI/EMC標準都比商用市場更為嚴格。

3. ESD保護

靜電放電(ESD)是一種突然進入系統的電流,並與帶電體接觸。靜電放電事件很短,但會對系統注入大量能量。如果裝置的設計不能承受這類事件,對裝置來說是具毀滅性的,通常會導致裝置毀壞。由於靜電放電並不總是留下明顯的毀壞痕跡,因此在複雜的系統中很難找到損壞的裝置。作為一個如此重要的參數,諸如國際電工委員會 (IEC) 61000-4-2已經制定ESD標準,以訂定裝置必須滿足的最低要求。哪些裝置必須滿足要求,取決於它們的最終應用。與EMI/EMC類似,工業市場的ESD要求會比商業市場更為嚴格。

工業級乙太網路實體層必須具有低確定性延遲,以符合嚴格的EMI/EMC標準,並能抵抗ESD事件。TI所推出的乙太網路產品組合都能滿足這些要求,並已在世界各地的嚴苛工業環境中被廣泛使用,包括DP83867工業級Gigabit 乙太網路實體層等裝置。

德州儀器科技委員會委員暨半導體行銷與應用經理林家賢對此也進行的詳細的說明。林家賢認為,正是在智慧製造的驅動之下,許多產業都經歷著自動化、與智慧化轉型,而「連結」與「最佳化」都可被視為是智慧製造的核心。德州儀器DP83826E 10/100 Mbps 乙太網路實體層,具備低延遲的特性,能提高工業自動化系統中的即時網路速度。

另外,為了加速落實工業 4.0 與智慧工廠,因應工業網路中時效性通訊的嚴苛要求,德州儀器工業乙太網路解決方案也能有效達到低延遲、符合EMI/EMC標準,並能抵抗ESD事件。

透過低延遲的10/100 Mbps 乙太網路實體層,能夠改善工業自動化系統的反應時間,並確保系統訊號完整性,特別適合工廠自動化、運動控制、機器人、智慧電網、建築自動化系統等工業環境中,可進一步強化設備運行的穩定性與可靠度。

關鍵字: TI(德州儀器, 德儀
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