作者:Richard Anslow and Neil Quinn
工業(yè)4.0的基礎(chǔ)是可靠的通信基礎(chǔ)設(shè)施。此基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)使決策者能夠從機(jī)器、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和工廠中提取數(shù)據(jù)。確保機(jī)器人和人機(jī)界面的可靠性需要對(duì)底層技術(shù)選項(xiàng)有很好的了解。
雖然工廠車間和醫(yī)療手術(shù)室?guī)缀鯖](méi)有共同之處,但這兩個(gè)區(qū)域使用的設(shè)備必須提供可靠和精確的操作,這通常是關(guān)鍵任務(wù)。隨著對(duì)更智能系統(tǒng)、更多數(shù)據(jù)和更高保真度的需求,帶寬要求也在增加。同時(shí),更快的通信接口必須提供相同的可靠性和安全性,以抵御環(huán)境危害和電磁兼容性(EMC)。EMC是系統(tǒng)在其操作環(huán)境中按預(yù)期運(yùn)行的能力,而不會(huì)產(chǎn)生或受到電噪聲的不當(dāng)影響。
視覺(jué)引導(dǎo)機(jī)器人在高價(jià)值制造環(huán)境中提供更高的靈活性和更高的生產(chǎn)可靠性。如果沒(méi)有視覺(jué)引導(dǎo),機(jī)器人只能重復(fù)相同的任務(wù),直到它被重新編程。借助機(jī)器視覺(jué),機(jī)器人可以執(zhí)行更智能的任務(wù),例如,在生產(chǎn)線中,可以掃描傳送帶以查找有缺陷的產(chǎn)品,機(jī)器人進(jìn)行調(diào)整以拾取有缺陷的零件,如圖 1 所示。在工廠自動(dòng)化等危險(xiǎn)的EMC環(huán)境中,視覺(jué)/機(jī)器人接口的可靠性和有效性取決于所選的有線鏈路技術(shù)。有幾種方法可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺(jué)相機(jī)接口,包括 USB 2.0、USB 3.0、相機(jī)鏈接或千兆以太網(wǎng)。
圖1.相機(jī)機(jī)器視覺(jué)和機(jī)器人,帶以太網(wǎng)、USB 或相機(jī)鏈接接口。
表 1 使用幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)比較了 USB、以太網(wǎng)和相機(jī)鏈路標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)以太網(wǎng)具有許多優(yōu)勢(shì),2 對(duì) 100BASE-TX 和 4 對(duì) 1000BASE-T1 的最長(zhǎng)電纜距離可達(dá) 100 米,新的 10BASE-T1L 標(biāo)準(zhǔn)在具有高 EMC 性能的單根雙絞線上的最長(zhǎng)電纜距離可達(dá) 1 公里。使用 USB 2.0 或 USB 3.0 的電纜距離限制為 5 米或更小,除非使用專門(mén)的有源 USB 電纜,并且需要使用保護(hù)二極管和濾波來(lái)提高 EMC 性能。然而,工業(yè)控制器上無(wú)處不在的USB端口和高達(dá)5 Gbps的帶寬為設(shè)計(jì)人員提供了一些優(yōu)勢(shì)。
參數(shù) | USB 2.0 接口 | USB 3.0 接口 | 工業(yè)以太網(wǎng) | 相機(jī)鏈接 |
帶寬 |
1.5 Mbps (低速) 12 Mbps (全速) 480 Mbps (高速) |
5 Gbps (超高速) | 10 Mbps、100 Mbps、1 Gbps |
2.04 Gbps (基本) 4.08 Gbps (完整) 6.8 Gbps (十進(jìn)制) |
電纜長(zhǎng)度 | 5 米 | 3 米 | 10 Mbps 最遠(yuǎn) 1 公里,100 Mbps/1 Gbps 最遠(yuǎn) 100 米 | 10 米 |
一根電纜上的電源和數(shù)據(jù)? | 是的 | 是的 | 是,以太網(wǎng)供電 (PoE) 或數(shù)據(jù)線供電 (PoDL) | 是的 |
需要圖像采集卡? | 不 | 不 | 不 | 是的 |
電纜成本 | 低 | 低 | 低 | 高 |
電磁兼容性能 | 低,需要 EMC 保護(hù)、濾波器和信號(hào)/電源隔離 | 低,需要 EMC 保護(hù)、濾波器和信號(hào)/電源隔離 | 高(變壓器磁性元件是以太網(wǎng)規(guī)范的一部分) | 中等 (LVDS),需要信號(hào)/電源隔離以獲得最佳性能 |
Camera Link 需要工業(yè)控制器上的專用圖像采集卡硬件。USB或以太網(wǎng)不需要在工業(yè)控制器中使用額外的圖像采集卡。Camera Link作為標(biāo)準(zhǔn)于2000年底首次推出,是機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)中最常用的接口。如今,基于 USB 和以太網(wǎng)的機(jī)器視覺(jué)相機(jī)的使用更加廣泛,但 Camera Link 和圖像采集卡仍用于需要對(duì)多個(gè)相機(jī)進(jìn)行預(yù)處理以減少主 CPU 負(fù)載的應(yīng)用。與千兆以太網(wǎng)相比,即使在基本速度下,Camera Link 標(biāo)準(zhǔn)也能推送兩倍的數(shù)據(jù),盡管距離更短。Camera Link 物理層基于低壓差分信號(hào) (LVDS),由于與接收器處有效抵消的每根導(dǎo)線的共模噪聲耦合,因此具有固有的 EMC 魯棒性。LVDS物理層的EMC魯棒性可以通過(guò)磁隔離來(lái)提高。
使用相機(jī)和機(jī)器人鏈路上的以太網(wǎng)以及使用 IEEE 802.1 時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò) (TSN) 交換機(jī)的工業(yè)控制器,可以最好地實(shí)現(xiàn)工業(yè)相機(jī)和機(jī)器人動(dòng)作之間的時(shí)間同步。TSN為交換以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)間控制數(shù)據(jù)路由定義了第一個(gè)IEEE標(biāo)準(zhǔn)。ADI公司提供一整套以太網(wǎng)技術(shù),包括物理層收發(fā)器和TSN交換機(jī),以及系統(tǒng)級(jí)解決方案、軟件和安全功能。
人機(jī)界面 (HMI)
人機(jī)界面 (HMI) 通常用于以人類可讀的視覺(jué)表示形式顯示來(lái)自可編程邏輯控制器 (PLC) 的數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)HMI可用于跟蹤生產(chǎn)時(shí)間,同時(shí)監(jiān)控關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)(KPI)和機(jī)器產(chǎn)量。操作員可以使用HMI執(zhí)行各種任務(wù),包括關(guān)閉或打開(kāi)開(kāi)關(guān),以及增加或減少過(guò)程的壓力或速度。帶有集成顯示屏的人機(jī)界面很常見(jiàn);但是,具有外部顯示選項(xiàng)的HMI具有一些優(yōu)勢(shì)。帶有外部高清多媒體接口(HDMI)端口的HMI單元更小,可以使用標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌輕松放置在控制架上,該導(dǎo)軌也用于安裝受監(jiān)控的PLC。?
HDMI的電纜長(zhǎng)度可達(dá)15米,可輕松布線到觸摸屏監(jiān)視器和控制室,如圖2所示。在工業(yè)環(huán)境中,在更長(zhǎng)的電纜上擴(kuò)展HDMI可能具有挑戰(zhàn)性,EMC危害會(huì)影響布線。當(dāng)電機(jī)和泵連接到DIN導(dǎo)軌安裝的PLC時(shí),HMI上也可能存在間接瞬態(tài)過(guò)電壓。
圖2.具有以太網(wǎng)和RS-485輸入以及HDMI輸出的人機(jī)界面(HMI)。
確保系統(tǒng)穩(wěn)健性需要仔細(xì)選擇接口技術(shù)。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù),如CAN或RS-485,很常見(jiàn),工業(yè)以太網(wǎng)發(fā)展迅速。行業(yè)消息人士稱,全球安裝了超過(guò)6100萬(wàn)個(gè)RS-485(PROFIBUS)節(jié)點(diǎn),其中PROFIBUS過(guò)程自動(dòng)化(PA)同比增長(zhǎng)7%。PROFINET(工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)施)的安裝基礎(chǔ)為 2600 萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn),僅在 2018 年就安裝了 510 萬(wàn)臺(tái)設(shè)備。?1如前所述,基于以太網(wǎng)的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高EMC性能,因?yàn)榇判栽褜?xiě)入IEEE 802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),并且必須在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上使用。RS-485器件可以包括磁隔離以提高抗噪能力,保護(hù)二極管可以集成在片上,或放置在通信PCB上,以提高對(duì)靜電放電和瞬態(tài)過(guò)電壓的魯棒性。
HMI通常具有靜電放電保護(hù),并使用ESD保護(hù)二極管提高信號(hào)魯棒性。對(duì)于工業(yè)HMI,集成的強(qiáng)化隔離可以保護(hù)操作員免受電氣危害。雖然以太網(wǎng)和RS-485提供了合理的隔離解決方案,但如今的視頻鏈路使用能夠?qū)崿F(xiàn)千兆傳輸速度的昂貴光纖進(jìn)行隔離。ADI公司在磁隔離技術(shù)方面的最新進(jìn)展,例如能夠超過(guò)1 Gbps的數(shù)據(jù)速率的ADN4654/ADN4655/ADN4656系列,為設(shè)計(jì)人員提供了一種極具吸引力的低成本替代方案。
內(nèi) 鏡
手術(shù)成像(包括內(nèi)窺鏡檢查)是一種獨(dú)特的應(yīng)用,必須滿足提供高保真圖像的挑戰(zhàn),同時(shí)還要確保患者的安全。上一代內(nèi)窺鏡設(shè)備,稱為視頻內(nèi)窺鏡,使用一系列玻璃透鏡和光導(dǎo)體,使圖像從成像頭傳輸?shù)诫姾?a target="_blank">耦合器件(CCD)傳感器。使用可見(jiàn)光作為介質(zhì)將圖像從患者傳輸?shù)絻?nèi)窺鏡提供了對(duì)有害電流的固有隔離,但在制造成本和圖像質(zhì)量方面存在顯著缺點(diǎn)。2
最近的手術(shù)成像設(shè)備已經(jīng)轉(zhuǎn)向數(shù)字化以克服這些挑戰(zhàn),從CCD切換到CMOS傳感器,該傳感器可以輕松縮放尺寸并嵌入到相機(jī)頭中。CMOS相機(jī)消除了對(duì)多個(gè)鏡頭串聯(lián)的需求,提高了整體圖像質(zhì)量。制造成本的降低使一次性手術(shù)鏡成為可能,消除了滅菌的挑戰(zhàn)。攝像頭的進(jìn)一步小型化使得侵入性更小的手術(shù)。3
隨著數(shù)字內(nèi)窺鏡的轉(zhuǎn)變,與患者接觸的CMOS圖像傳感器與相機(jī)控制單元(CCU)之間需要高速電氣接口。LVDS和可擴(kuò)展低壓信號(hào)(SLVS)已成為這種互連的流行物理層,提供高帶寬和相對(duì)較低的功耗。4與視頻內(nèi)窺鏡不同,該接口現(xiàn)在是電動(dòng)的,并且有可能傳導(dǎo)危險(xiǎn)電流。在沒(méi)有光學(xué)介質(zhì)固有隔離的情況下,系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)為將患者與任何潛在有害的電流分開(kāi)。
圖3.帶有CMOS圖像傳感器的數(shù)字內(nèi)窺鏡中的電氣接口。
在任何連接到主電源的醫(yī)療系統(tǒng)中,患者的安全至關(guān)重要。IEC 60601 醫(yī)療電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)對(duì)提供患者保護(hù) (MOPP) 免受有害電壓影響的組件提出了嚴(yán)格要求。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在實(shí)施高帶寬解決方案以傳輸成像數(shù)據(jù)的同時(shí),又要滿足這些嚴(yán)格的安全要求,面臨著重大挑戰(zhàn)。從CMOS圖像傳感器到內(nèi)窺鏡CCU的電子視頻鏈路就是需要符合安全標(biāo)準(zhǔn)的高速連接的一個(gè)例子。ADI公司提供獨(dú)特的解決方案,用于跨越可信的安全屏障實(shí)現(xiàn)這種高帶寬鏈路,以滿足IEC 60601-1標(biāo)準(zhǔn)的要求。
醫(yī)療顯示器
其他醫(yī)療設(shè)備,如呼吸機(jī)和心電圖(ECG),與患者直接連接,用于呼吸輔助和監(jiān)測(cè)。有關(guān)患者的信息顯示在圖形顯示屏上,該顯示屏包含在醫(yī)療設(shè)備本身中。這件醫(yī)療設(shè)備內(nèi)部的顯示器是眾所周知的、值得信賴的,并且經(jīng)過(guò)認(rèn)證,可用作符合IEC 60101標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)療設(shè)備。對(duì)于任何現(xiàn)成的外部電視機(jī)和顯示器,都不能保證這一點(diǎn)。為確保患者安全,從醫(yī)療設(shè)備到外圍設(shè)備的任何外部連接也應(yīng)為患者保護(hù)提供屏障。這種隔離對(duì)于RS-232、RS-485和CAN等傳統(tǒng)低速接口來(lái)說(shuō)微不足道,可以使用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字隔離器實(shí)現(xiàn)。
另一方面,將視頻端口與外部顯示器隔離帶來(lái)了獨(dú)特的挑戰(zhàn)。顯示器標(biāo)準(zhǔn)化接口的帶寬要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)使用合理數(shù)量的光耦合器或標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字隔離器所能實(shí)現(xiàn)的帶寬要求。當(dāng)試圖隔離視頻接口的整個(gè)信號(hào)鏈時(shí),增加了進(jìn)一步的復(fù)雜性。例如,HDMI 1.3a協(xié)議不僅包括用于傳輸視頻數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換最小化差分信號(hào)(TMDS),還包括用于交換視頻/格式信息、電源電路以及檢測(cè)顯示(灌)設(shè)備的連接和斷開(kāi)的雙向控制信號(hào)。5在添加電流隔離時(shí),必須考慮所有這些因素,這對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員構(gòu)成了障礙。在許多情況下,使用以前的方法在這些顯示端口上添加安全隔離柵是不可行的,因此醫(yī)療系統(tǒng)中不包括外部顯示端口。ADI公司為HDMI 1.3a等常用視頻協(xié)議的電流隔離提供參考設(shè)計(jì),可在需要患者保護(hù)的情況下提供額外的安全保護(hù)。
千兆數(shù)字隔離
ADN4654系列LVDS數(shù)字隔離器是視頻和相機(jī)應(yīng)用需要高帶寬和可信安全性的系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的新選擇。這些器件具有兩個(gè)隔離通道,每通道數(shù)據(jù)速率高達(dá)1.1 Gbps,代表了數(shù)字隔離速度能力的重大飛躍。20引腳SSOP封裝的總吞吐量為2.2 Gbps,與基于傳統(tǒng)數(shù)字隔離器的解決方案相比,可顯著節(jié)省面積。
圖4.ADN4654千兆位LVDS隔離器框圖
為了說(shuō)明這一點(diǎn),請(qǐng)考慮一個(gè)以 60 Hz 傳輸 24 位顏色的視頻鏈路,分辨率為 1920 × 1080 (1080 p)。為了跨越隔離柵傳輸所需的信息,需要4.4 Gbps的總帶寬。典型的光纖解決方案具有足夠的帶寬,但從銅介質(zhì)到光纖的轉(zhuǎn)換需要串行器、解串器和電光轉(zhuǎn)換器。使用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字隔離器的解決方案還需要一個(gè)串行器、一個(gè)解串器和30多個(gè)隔離通道,每個(gè)通道的工作速率為150 Mbps。在為簡(jiǎn)單的高帶寬接口添加隔離時(shí),這兩種解決方案都會(huì)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員帶來(lái)開(kāi)銷。
通過(guò)利用ADN4654的千兆位數(shù)據(jù)速率,可以降低系統(tǒng)的復(fù)雜性,只需使用兩個(gè)器件即可實(shí)現(xiàn)4.4 Gbps帶寬。每個(gè)設(shè)備有兩個(gè)通道,總共四個(gè)通道,每個(gè)通道以 1.1 Gbps 的速度運(yùn)行。高通道帶寬可以消除信號(hào)鏈中任何SERDES模塊的需要。在必須隔離多個(gè)視頻接口的系統(tǒng)中,空間和復(fù)雜性的改進(jìn)更加復(fù)雜。
運(yùn)行在 1 Gbps 以上的物理層接口具有嚴(yán)格的峰值抖動(dòng)和偏斜要求,以確保可靠的通信。添加到信號(hào)鏈中的任何元件(如數(shù)字隔離器)都必須產(chǎn)生最小的抖動(dòng)和偏斜,以避免影響系統(tǒng)性能。過(guò)多的抖動(dòng)和偏斜會(huì)影響接收器的采樣裕量,并增加整體誤碼率。ADN4654具有業(yè)界領(lǐng)先的偏斜性能,在給定通道上最大為100 ps,器件間為600 ps,非常適合隔離這些高帶寬接口。ADN4654采用PRBS-23(偽隨機(jī)二進(jìn)制序列)模式時(shí),最大隨機(jī)抖動(dòng)性能為4.8 ps rms,最大峰峰值確定性抖動(dòng)為116 ps。碼型運(yùn)行長(zhǎng)度小于 23 位是常見(jiàn)的,在具有較低運(yùn)行長(zhǎng)度的編碼方案(如 8B/10B 編碼)的協(xié)議中,抖動(dòng)性能會(huì)提高到超過(guò)這些值。
ADN4654/ADN4655/ADN4656器件內(nèi)置LDO穩(wěn)壓器,可實(shí)現(xiàn)靈活的電源配置,并提供多種通道配置。ADN4654采用20引腳寬體SOIC封裝或節(jié)省空間的20引腳SSOP封裝。SOIC 封裝具有 5 kV rms 隔離和 7.8 mm 爬電距離和電氣間隙,使這些器件適用于 1 MOPP,電源范圍為 250 V rms 至 IEC 60601 標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)灌封將器件爬電距離和間隙提高到 8 mm 以上,它們可以用作 2 MOPP 絕緣系統(tǒng)中的組件。
圖5.基于 ADN4654 的系統(tǒng)可輕松隔離高帶寬接口。
使用電路筆記CN-0422隔離HDMI
當(dāng)面臨為視頻接口添加安全隔離的任務(wù)時(shí),視頻協(xié)議本身的復(fù)雜性成為一個(gè)挑戰(zhàn)。必須設(shè)計(jì)一種隔離每個(gè)視頻、控制和電源信號(hào)的解決方案,這給設(shè)備制造商帶來(lái)了麻煩。即插即用的參考設(shè)計(jì)解決方案可縮短實(shí)現(xiàn)功能設(shè)計(jì)所需的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)間。
自2002年底發(fā)布以來(lái),HDMI已成為商用高清電視和顯示器的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)之一。HDMI的廣泛成功可歸因于其功能集和可靠的互操作性。
EVAL-CN0422-EBZ 參考設(shè)計(jì)可作為嵌入式解決方案,適用于希望為現(xiàn)有 HDMI 1.3a 視頻端口添加電流隔離的用戶。我耦合器隔離技術(shù)相結(jié)合,通過(guò)絕緣柵傳輸必要的電源和高速視頻和控制信號(hào)。?
圖6.用于隔離 HDMI 1.3a 協(xié)議的 EVAL-CN0422-EBZ 參考設(shè)計(jì)。
HDMI 1.3a協(xié)議中的視頻數(shù)據(jù)通過(guò)四個(gè)TMDS通道傳輸:三個(gè)數(shù)據(jù)通道和一個(gè)時(shí)鐘通道。這些車道中的每一個(gè)都必須單獨(dú)隔離。傳統(tǒng)的數(shù)字隔離器既不支持TMDS的高帶寬,也不支持TMDS的差分特性,因此不適合。雖然TMDS與LVDS略有不同,但可以使用簡(jiǎn)單的無(wú)源元件來(lái)與LVDS兼容器件兼容。這些無(wú)源元件與兩個(gè)雙通道千兆位ADN4654隔離LVDS收發(fā)器配合使用,以隔離所有四個(gè)TMDS通道。可實(shí)現(xiàn)高達(dá) 110 MHz 的像素時(shí)鐘頻率,以 60 Hz 的幀速率支持 720 p 分辨率。
HDMI協(xié)議包含用于控制目的的其他低速信號(hào):數(shù)據(jù)顯示通道(DDC),消費(fèi)電子控制(CEC)和熱插拔檢測(cè)(HPD)。DDC 用于允許源從 EEPROM 讀取顯示 EEID 數(shù)據(jù)并交換相關(guān)的格式信息。CEC 信號(hào)允許在多個(gè)連接的源和接收器設(shè)備之間共享功能。當(dāng)接收器設(shè)備檢測(cè)到連接的源時(shí),接收器設(shè)備會(huì)斷言 HPD,從而向連接的設(shè)備發(fā)出信號(hào)。這些控制信號(hào)均使用兩個(gè)ADuM1250器件進(jìn)行隔離,并在需要時(shí)提供這些信號(hào)的雙向隔離。使用ADuM1250大大簡(jiǎn)化了與實(shí)現(xiàn)雙向隔離通道相關(guān)的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。
該參考設(shè)計(jì)包括一個(gè)隔離式DC-DC電源轉(zhuǎn)換器ADuM5020,用于為隔離器件的顯示(灌電流)側(cè)供電。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求,HDMI電纜還提供275 mW以支持接收器設(shè)備。該參考設(shè)計(jì)是現(xiàn)成的用于隔離HDMI源器件,但可以很容易地采用隔離電源電路來(lái)隔離HDMI接收器件。
工業(yè)以太網(wǎng)
對(duì)于機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用,ADI公司的多協(xié)議以太網(wǎng)交換機(jī)、以太網(wǎng)物理層收發(fā)器以及全平臺(tái)解決方案產(chǎn)品組合可確保無(wú)縫連接和運(yùn)營(yíng)效率。
ADI公司的fido5100/fido5200 REM開(kāi)關(guān)系列包括兩個(gè)2端口工業(yè)以太網(wǎng)嵌入式交換機(jī),可連接任何處理器(包括任何Arm CPU)和ADI公司的fido1100通信控制器。?
這些工業(yè)以太網(wǎng)嵌入式交換機(jī)經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì),您可以選擇適合您應(yīng)用的處理器類型,而不必被迫使用特定供應(yīng)商的協(xié)議棧。REM 連接到處理器的內(nèi)存總線,看起來(lái)就像該總線上的任何其他外設(shè)一樣。REM的存儲(chǔ)周期降至32 ns(32位總線為125 Mbps),以支持EtherCAT的12.5 μs周期時(shí)間和PROFINET IRT的31.25 μs周期時(shí)間。數(shù)據(jù)使用優(yōu)先通道隊(duì)列在交換機(jī)之間傳輸,因此實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸可以無(wú)延遲地中斷非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。這些隊(duì)列由交換機(jī)驅(qū)動(dòng)程序和協(xié)議棧接口管理,以實(shí)現(xiàn)最有效的數(shù)據(jù)傳輸。這也意味著應(yīng)用軟件不必?fù)?dān)心管理交換機(jī)、設(shè)置低電平寄存器或跟蹤復(fù)雜的時(shí)間管理流程。
工業(yè)以太網(wǎng)嵌入式交換機(jī)的另一個(gè)性能優(yōu)勢(shì)是其優(yōu)先通道技術(shù)使其不受網(wǎng)絡(luò)負(fù)載影響。此優(yōu)勢(shì)可確保您的應(yīng)用程序始終處于啟動(dòng)和運(yùn)行狀態(tài)。REM 交換機(jī)智能過(guò)濾數(shù)據(jù)包,以阻止來(lái)自處理器的不需要的流量,根據(jù)處理器的負(fù)載管理低優(yōu)先級(jí)流量,并保證及時(shí)傳遞高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包,無(wú)論整體數(shù)據(jù)包負(fù)載如何。
ADI公司的ADIN1100、ADIN1200和ADIN1300工業(yè)以太網(wǎng)物理層器件(PHY)專為惡劣工業(yè)環(huán)境中的魯棒性而設(shè)計(jì)。 這些產(chǎn)品已完成廣泛的EMC和穩(wěn)健性測(cè)試,非常適合需要可預(yù)測(cè)和安全通信的應(yīng)用。憑借業(yè)界領(lǐng)先的低延遲和低功耗 PHY 技術(shù),該產(chǎn)品組合支持 10 Mbps、100 Mbps 和 1 Gbps 的數(shù)據(jù)速率。 它們旨在最大限度地提高數(shù)據(jù)傳輸和信號(hào)完整性,支持多個(gè) MAC 接口,同時(shí)采用小型封裝。工業(yè)以太網(wǎng) PHY 設(shè)計(jì)用于在擴(kuò)展的工業(yè)環(huán)境溫度范圍內(nèi)運(yùn)行,為當(dāng)今和未來(lái)的工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用提供最高級(jí)別的可靠性。ADIN1100 10BASE-T1L PHY 通過(guò)單根雙絞線電纜提供 10 Mbps 以太網(wǎng)連接,最長(zhǎng)可達(dá) 1 km,并支持危險(xiǎn)區(qū)域用例(本質(zhì)安全 0 區(qū)應(yīng)用),有時(shí)稱為以太網(wǎng) APL。ADIN1100為本質(zhì)安全認(rèn)證器件提供以太網(wǎng)連接,包括工作在危險(xiǎn)區(qū)域的HMI、工業(yè)攝像機(jī)和熱成像攝像機(jī)。
ADI提供哪些尚未推出的產(chǎn)品?
本文介紹了工業(yè)和醫(yī)療應(yīng)用中安全可靠的高帶寬視頻或攝像頭接口的應(yīng)用要求,并討論了在保持關(guān)鍵性能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)這些接口的關(guān)鍵技術(shù)選項(xiàng)。ADI公司提供創(chuàng)新的解決方案,包括:
業(yè)界首款千兆數(shù)字隔離器系列ADN4654/ADN4655/ADN4656,為隔離高帶寬接口提供了新的選擇。
業(yè)界首款電隔離視頻和攝像頭端口,與笨重的光纖解決方案相比,成本和復(fù)雜性更低。
經(jīng)過(guò)系統(tǒng)合規(guī)性測(cè)試的解決方案,可減少測(cè)試和合規(guī)性難題。一個(gè)例子是經(jīng)過(guò)HDMI標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的參考設(shè)計(jì)。
一整套工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品,包括技術(shù)、解決方案、軟件和安全功能,旨在將現(xiàn)實(shí)世界連接到工廠網(wǎng)絡(luò),并進(jìn)一步連接到云。
結(jié)論
ADI公司深厚的領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)和先進(jìn)技術(shù)可幫助合作伙伴連接未來(lái)的工業(yè)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)。業(yè)界首創(chuàng)的千兆電流隔離技術(shù)為隔離各種醫(yī)療和工業(yè)應(yīng)用中的視頻和攝像頭接口提供了替代方法。ADI公司的以太網(wǎng)解決方案采用TSN以太網(wǎng)交換機(jī)和低延遲、低功耗、長(zhǎng)電纜到達(dá)物理層收發(fā)器,確保在惡劣的工業(yè)應(yīng)用中可靠地傳輸關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
審核編輯:郭婷
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