Промышленный Ethernet предназначен для использования на производстве, где из-за тяжелых эксплуатационных условий часто требуются герметичные разъемы, стойкие к агрессивным средам кабели более высокого качества с улучшенным экранированием и другие высоконадежные компоненты. Принципиальным отличием промышленного Ethernet от стандартного является гарантия отправки и получения пакетов данных, требующихся для выполнения производственной операции, в определенное время. Для работы в офисе это не так актуально, но в промышленных условиях потеря данных или задержка передачи между оборудованием может закончиться серьезной ошибкой в производственном процессе.

Надежная передача данных промышленного Ethernet обеспечивается за счет использования специализированных протоколов: PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT, SERCOS III и POWERLINK. Скорость передачи данных составляет 10 Мбит/с…1 Гбит/с, при этом 100 Мбит/с является наиболее популярной скоростью, используемой в приложениях промышленного Ethernet.

Промышленные трансиверы AD

Компания Analog Devices представляет ADIN1200 и ADIN1300 – микросхемы физического уровня Ethernet (PHY), разработанные специально для современных промышленных систем Ethernet реального времени. Эти микросхемы являются однопортовыми Ethernet-трансиверами c низким энергопотреблением, малой задержкой и скоростями 10/100 Мбитс/с (ADIN1200) и до 1 Гбит/с (ADIN1300). Микросхемы содержат Ethernet PHY со всей необходимой аналоговой обвязкой, интерфейсом управления и набором системных регистров, MAC-интерфейсом, логикой управления сбросом, частотой и конфигурацией выводов и имеют специальный вывод для подключения статусного светодиода. Интерфейс управления MII (MDIO) между хост-процессором или MAC и микросхемой трансивера обеспечивает доступ к управляющей и статусной информации PHY.

Микросхема ADIN1300 доступна в 40-выводном корпусе LFCSP размером 6×6 мм и работает как минимум с двумя источниками питания 0,9 и 3,3 В. Микросхема ADIN1200 доступна в 32-выводном корпусе LFCSP 5×5 мм и требует одного источника питания 3,3 В. Для максимального удобства проектирования интерфейсы MDIO и MAC питаются от отдельного источника 1,8, 2,5 или 3,3 В, независимо от остальной части ADIN1200/1300.

При включении питания ADIN1200/1300 удерживаются в состоянии сброса до тех пор, пока напряжение не достигнет минимального порогового значения. Если питание упадет ниже минимального порога во время работы микросхем, они переходят в состояние сброса, пока источники питания не вернутся к значениям напряжения, достаточным для запуска микросхем.

Для оценки и тестирования характеристик микросхем предлагаются две оценочные платы:

• EVAL-ADIN1300FMCZ
• EVAL-ADIN1200FMCZ

Обе платы требуют только одного источника питания 5 В, все необходимые напряжения для работы микросхем ADIN1200/1300 обеспечивают стабилизаторы, установленные на платах. Также на них установлены мезонинные разъемы (FMC) для подключения к управляющему MAC-устройству на основе ПЛИС.

Основные технические особенности микросхем ADIN1200/1300 приведены в таблице 1.

Таблица 1. Технические параметры микросхем ADIN1200/1300

Микросхемы ADIN1200/1300 соответствуют стандарту энергоэффективности IEEE 802.3az, имеют функцию раннего обнаружения потери связи и поддержку временных меток, в соответствии со стандартом IEEE 1588. При использовании ADIN1200 длина кабеля должна составлять не более 180 метров. ADIN1300 поддерживает длины до 150 метров на гигабитной скорости и 180 метров при работе на скоростях 10/100 Мбит/с.

Обе микросхемы ориентированы на такие области применения, как промышленная автоматика, автоматизация зданий, заводов, робототехника и управление движением, а также промышленный интернет вещей (IIoT).