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産業用イーサネット規格にマルチ対応!ASICやFPGA不要のプロセッサ

大多数の産業用イーサネット規格はASICやFPGAといった外付けのデバイスを必要とし、複数種類の規格に対応するには個別にモジュールを作る必要があります。本記事ではこのような問題を解決するマルチプロトコルに対応したTI Sitara™プロセッサをご紹介します。

様々な産業用イーサネットワーク規格が乱立......

昨今、産業機器で工場自動化やプロセス自動化、ビル・オートメーションなどの分野で、シリアル・ベースのフィールドバスに代わり産業用イーサネットが主要な役割を果たすようになっています。産業用イーサネットは、PLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)と現場に設置されたセンサ/アクチュエータ、I/O モジュール、バス・カプラ、ドライブを接続します。

多くの業界をリードするメーカーが自社のニーズに対応したネットワーク規格を定義しており、30を超える規格が使用され、現場では規格がばらばらになっています。しかも、それぞれの仕様には相互接続性が確保されていないのが現状です。

以下は産業用イーサネットワークの規格例です。
フィールドバス名 EtherCAT® PROFINET® Ethernet/IP™ Sercos Ⅲ® MECHATROLINK® CC-Link®
物理層 Ethernet Ethernet Ethernet Ethernet Ethertnet RS485/Ethernet
協会 EtherCAT
Technology
Group(ETG)
Profinet協会 ODVA Sercos MECHATROLINK協会 CC-LINK協会

産業用イーサネットへ対応するためには?

多くの産業用イーサネット規格ではリアルタイム・イーサネット・フレーム・プロセッシングのために専用のASICやFPGAを必要とします。

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専用のASICやFPGAが不要!TIのSitara 産業用ネットワークソリューション

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Sitaraを使用した際の構成図

TIのSitaraプロセッサでは産業ネットワークに応じた機能を内蔵できるため、外付けに専用のASICやFPGAを必要としません。

また、TIのSitaraプロセッサファミリには内部の“PRU-ICSS”にプロトコルスタックを導入することでソフトウェアの入れ替えによって様々な産業ネットワークのスレーブ機器に対応できます。

これにより、システムコストの最適化や同じプラットフォームで複数のプロトコル対応をサポートすることができ、部品点数削減だけでなく開発コストも削減することが可能です。

また、AM437xシリーズ、AM57xシリーズではPRU-ICSS機能が拡張され、2つのプロトコルスタックを同時に処理することもできるようになりました。

Sitara製品ラインナップ

特長 高性能マルチコア
プロセッサ
Video入力サポート
プロセッサ
最も汎用性の高い
プロセッサ
シンプルなシングル
プロセッサ
シリーズ名 AM57x AM437x AM335x AMICx
Processing Cortex®-A15@1.5GHzx2
(Max10500DMIPS)
DSP(C66x@750MHz)x2
Cortex®-A9@1GHz
(Max2500DMIPS)
Cortex®-A8@1GHz
(Max2000DMIPS)
Cortex®-A8@300MHz
(Max600DMIPS)
Graphics 2xSGX5443D,
GC3202D,
IVAHDVideoAccelerator
SGX530 SGX530 -
メモリ DDR3(L) LPDDR2/DDR3(L) LPDDR1/DDR2/DDR3(L) LPDDR1/DDR2/DDR3(L)
ペリフェラル USB3.0
ディスプレイサブシステム
(HDMI,3系統LCD出力)
Video入出力
10/100/1000EMACx2
QSPI, SATA, PCIe
USB2.0
ディスプレイサブシステム
Video入力
10/100/1000EMACx2
QSPI
USB2.0
LCDコントローラ
10/100/1000EMACx2
USB2.0
工業通信 2つのプロトコルを
同時処理
2つのプロトコルを
同時処理
EtherCAT, EthernetIP, Profinetなど EtherCAT, EthernetIP, Profinetなど
PMIC TPS659037
TPS65916
LP8732+LP8733
TPS65218 TPS65910A/A3
TPS65217
TPS650250
TPS65218
TPS65910A/A3
TPS65217
TPS650250
TPS65218

産業ネットワークをすぐに試せる環境も提供

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AM3359 産業用通信エンジン

TI社から提供されいてる評価ボードを使用することですぐに産業ネットワークを評価することが可能です。

AM3359 産業用通信エンジン
Sitara AM335x Arm® Cortex®-A8 プロセッサ・ファミリの中で、特に産業用通信システム向けに設計された開発プラットフォームです。 外付け部品点数の低減、クラス最高の低消費電力性能、基板面積の低限を実現します。

最後に

いかがでしたでしょうか?TI社では産業用オートメーション・ソリューション専用のページもご用意しております。また、回路図/ブロック図や、そのまま使える設計ファイルを公開したリファレンスデザインもございます。

設計時間の短縮に役に立つものばかりですので、是非こちらもご活用ください。


おすすめリファレンスデザインはこちら

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※マルチ・プロトコル産業用イーサネット検出、産業用オートメーション・リファレンス・デザイン(AM335xシリーズ搭載)は、AM3359 産業用通信エンジンのリファレンスデザインです。

Sitara搭載評価ボードの購入はこちら

AMICxシリーズ搭載
TMDXICE110-BTA

AM335xシリーズ搭載
TMDSICE3359 (AM3359 産業用通信エンジン)

AM437xシリーズ搭載
TMDSIDK437X

AM57xシリーズ搭載
K2GICE
TMDXIDK5718
TMDXIDK5728

TI社 WEBサイト 関連ページはこちら

おすすめ記事/資料はこちら

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