以太网标准与驱动系统设计
图2:不同的实时要求导致不同的实现
关键趋势影响了系统设计
驱动和I/O模块(工厂自动化中典型的从机器件)的第一个发展趋势是通信功能的深度嵌入,这是由于系统成本下降、外形减小以及功耗预算降低等因素造成的。
过去,客户花费数百美元来购买商用通信模块,然后将其加入到驱动模块中。这类模块性价比不高,而且也不适用于小外形封装驱动设计。
另一替代方案是包括单独的ASSP专用于实现通信功能。由于不同的客户会使用不同的工业以太网标准,因此,这种ASSP可能会被过度设计,以支持多种协议。
但是,供应商希望将他们所有的数字驱动功能集成到一个硅片中,要求通信协议功能规模不大,能够作为整个“芯片驱动”设计的组成部分来实现。
图3显示了工业以太网功能实现的转变。
图3:从模块到器件,到芯片集成功能
第二个趋势是工业以太网标准的快速发展。与现场总线协议相似,有很多类型的工业以太网协议,最重要的是,这些标准并没有在市场上合并。
驱动系统供应商必须能够支持6到8个标准,才能将其产品销售到全球不同的工厂中。例如,如果您希望在亚洲和欧洲同时销售您的驱动设备,同时适应EtherCAT和Ethernet Powerlink,那么,您需要:
· 设计、开发,并维持两组驱动设计
或者
· 包括ASSP以支持多种协议——希望协议不会变化
或者
· 使用可编程平台
表1列出了流行于全世界的某些竞争以太网标准。
表1:出现了竞争以太网标准,基于底层现场总线协议
过去,当工业以太网标准使用标准MAC/交换机时,很容易采用MPU进行通信。如果您需要支持新标准,您只需要交换协议栈(软件)。但是,正如前面所讨论的,很多新标准需要特殊的MAC实现。
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