L-interkonnettività tal-komunikazzjoni affidabbli u stabbli hija l-ħajja tal-awtomazzjoni industrijali. Minħabba n-numru kbir ta' sensuri u attwaturi fi ħdan tagħmir industrijali, u l-għadd kbir ta' sistemi u protokolli prevalenti f'xenarji industrijali reali-dinja reali, għadd kbir ta' gateways tradizzjonali huma impjegati biex jittrasmettu u jikkonvertu d-dejta matul il-proċess kollu. L-awtomazzjoni industrijali trid tqis ir-rekwiżiti tas-sistemi tal-IT għall-aċċess għad-dejta miftuħa u l-kontroll fil--ħin reali.
L-Ethernet Industrijali kellu rwol sinifikanti f'dan ir-rigward, u saħħaħ b'mod sostanzjali l-effiċjenza u s-sinkronizzazzjoni tat-trażmissjoni ta' data-skala kbira meta mqabbla mas-sistemi fieldbus. Hardware-għaqli, tagħmir ta 'swiċċjar Ethernet jinkludi ċipep ta' swiċċ Ethernet, CPUs, PHYs, PCBs, u sottosistemi ta 'interface/port, biċ-ċippa ta' swiċċ Ethernet hija komponent kritiku. Dawn iċ-ċipep huma speċjalizzati biex jaqilbu u jipproċessaw volumi kbar ta' data u trażmissjoni ta' messaġġi, li jservu bħala applikazzjoni-ċirkwiti integrati ottimizzati għan-netwerking. Fornituri ewlenin taċ-chip tal-iswiċċ tipikament joffru prodotti ta' grad kummerċjali-b'appoġġ komprensiv għall-protokoll u funzjonalità robusta.
Swiċċ Integrazzjoni taċ-Ċippa
Il-funzjonijiet tal-iswiċċjar tan-netwerk huma tipikament implimentati fil-MAC tas-Saff 2 tal-Ethernet. Iċ-ċipep bikrija tal-iswiċċ Ethernet ġeneralment kien fihom biss is-saff MAC, billi jiddependu fuq iċ-ċipep PHY f'Saff 1 biex jistabbilixxu konnessjonijiet Ethernet attwali. B'avvanzi teknoloġiċi u domanda dejjem tikber tal-utent għal arkitetturi ssimplifikati tas-sistema, ħarġu u kisbu adozzjoni mifruxa ċipep tal-iswiċċ tan-netwerk li jintegraw is-saff fiżiku (PHY) u s-saff tal-konnessjoni (MAC).
Bħalissa, ħafna ċipep swiċċ 10M/100M kisbu din l-integrazzjoni. Madankollu, ċipep swiċċ 10G u portijiet Gigabit fuq swiċċijiet standard xorta tipikament jeħtieġu ċipep PHY dedikati. Meta tiddiskuti l-konnettività Ethernet, Broadcom huwa attur ewlieni. Broadcom ilu mexxej fis-settur taċ-ċippa tal-iswiċċ Ethernet, li joffri l-aktar firxa komprensiva tal-industrija ta 'tagħmir u ċipep ta' switching Ethernet.
Rigward l-integrazzjoni, is-soluzzjoni ta' swiċċjar Ethernet tal-arkitettura Roboswitch ta' Broadcom għandha 5-24 konfigurazzjoni tal-port li jappoġġjaw Fast Ethernet u Gigabit Ethernet (GbE). F'dawn is-soluzzjonijiet ta' swiċċjar ta'-veloċità għolja u Gigabit Ethernet, il-funzjonijiet kollha ta'-sistema ta' swiċċjar ta' veloċità għolja-inklużi packet buffers, transceivers ta' saff fiżiku, kontrolluri tal-aċċess għall-midja (MAC), ġestjoni tal-indirizzi, kontroll tar-rata-bbażat fuq il-port, u drapp ta' swiċċjar mhux{{7}imblukkat-huma integrati f'ċippa CMOS waħda. Dan il-livell ta 'integrazzjoni huwa eċċezzjonalment għoli għall-applikazzjonijiet industrijali.
Biex tiġi żgurata kapaċità għolja ta 'proċessar tad-dejta waqt operazzjonijiet kollaborattivi, il-mogħdijiet tal-loġika interna taċ-ċippa tal-iswiċċ huma estremament kumplessi. Arkitetturi ewlenin tal-industrija-minn manifatturi ewlenin jappoġġjaw veloċitajiet multipli inklużi 100M/1GE/2.5GE u 10GE, li jutilizzaw veloċitajiet ta' 2.5GbE/10GbE biex jiksbu konnessjonijiet uplink ta'-veloċità għolja. Iċ-ċippa tas-swiċċ integrata tinkorpora wkoll CPU direttament fi ħdanha, li tippermetti d-disinn ta' pjattaforma ta' swiċċjar-CPU-immaniġġjata waħda li tappoġġja l-modalità kaskata mingħajr ma jeħtieġ proċessur estern.
F'xenarji taċ-ċentru tad-dejta u applikazzjonijiet tan-netwerk ta 'tagħlim fil-fond, iċ-ċipep tal-iswiċċ jiksbu livelli ta' integrazzjoni saħansitra ogħla. Pereżempju, is-serje StrataXGS tal-ogħla-integrazzjoni, l-ogħla-bandwidth tas-suq għandha soluzzjonijiet integrati ta'-ċippa waħda li kapaċi tiskala minn diversi gigabits għal diversi terabits.
Multi-Appoġġ għall-Protokoll
Il-prevalenza ta 'protokolli ta' komunikazzjoni industrijali hija rikonoxxuta b'mod wiesa ', u ċipep ta' swiċċ multi-protokoll bla dubju għandhom appell akbar fl-applikazzjonijiet industrijali, u jnaqqsu b'mod sinifikanti l-kumplessitajiet tad-disinn. Iċ-ċipep ta' swiċċ multi-protokoll FIDO5100 u FIDO5200 ta' ADI jiksbu appoġġ għall-protokoll permezz ta' settings personalizzabbli, bl-użu tal-firmware imniżżel mill-proċessur ospitanti. Dan il-firmware huwa integrat fis-sewwieq tal-iswiċċ tal--ħin reali Ethernet multi-protokoll u jitniżżel waqt it-tħaddim-.
(Appoġġ sħiħ għall-protokoll, ADI)
Konfigurazzjonijiet skalabbli u flessibbli jippermettu li ċ-ċippa tal-iswiċċ tgħaqqad bla xkiel ma 'kwalunkwe proċessur ospitanti. Billi tisfrutta s-sewwieqa tal-apparat għal protokolli speċifiċi, tiffaċilita l-qsim tas-sistema flessibbli filwaqt li toffri libertà akbar biex jiġu utilizzati stacks tal-protokoll minn kwalunkwe bejjiegħ-sempliċement jintegra l-munzell tal-protokoll mad-driver taċ-ċippa tal-iswiċċ multi-protokoll. L-appoġġ multi-protokoll taċ-ċippa tal-iswiċċ isaħħaħ b'mod sinifikanti l-effiċjenza f'xenarji ta' awtomazzjoni industrijali.
Insegwiment bla waqfien ta' Trażmissjoni Effiċjenti tad-Data u Domandi ta' -Ħin Reali
Irrispettivament mix-xejriet teknoloġiċi, ir-rekwiżiti ewlenin għal trażmissjoni effiċjenti u latenza baxxa jibqgħu kostanti għaċ-ċipep tal-iswiċċ. Dan huwa partikolarment kritiku f'applikazzjonijiet industrijali fejn il-kontroll tal-moviment jitlob prestazzjoni stretti-ħin reali. Is-serje FIDO msemmija hawn fuq timpjega Timer Control Unit (TCU) biex timplimenta mekkaniżmi ta 'sinkronizzazzjoni għal diversi protokolli Ethernet industrijali, li tappoġġja ħinijiet taċ-ċiklu EtherCAT baxxi daqs 12.5μs u ħinijiet taċ-ċiklu PROFINET baxxi daqs 31.25μs.
Is-serje ta' -ċippa waħda VSC75XTSN ta' Microchip tintegra appoġġ sħiħ tal-ħardwer għall-Protokoll tal-Ħin ta' Preċiżjoni IEEE 1588v2 (PTP), inkluż it-timbrar tal-ħin tal-ħardwer għall-interfaces PHY-MAC kollha u arloġġ PTP tal-ħardwer b'riżoluzzjoni għolja-. Dan jagħti sinkronizzazzjoni sub-mikrosekonda għal firxa ta' applikazzjonijiet Ethernet industrijali. Id-domanda għal konnettività ta'-effiċjenza għolja-ħin reali tkompli tmexxi swiċċ chips lejn trażmissjoni aktar effiċjenti u sinkronizzazzjoni ta'-latenza aktar baxxa.
Sommarju
Hekk kif in-netwerks jgħaddu minn fieldbus tradizzjonali u konnessjonijiet 4mA għal 20mA għal Ethernet Industrijali, jinqalgħu bosta sfidi matul il-fażijiet tad-disinn u l-implimentazzjoni tal-konnettività tan-netwerk. Dan mexxa l-evoluzzjoni taċ-ċipep tal-iswiċċ Ethernet. Ċipep tal-iswiċċ qawwija u flessibbli jġibu l-applikazzjonijiet industrijali eqreb lejn il-kisba tal-konnettività Ethernet Industrijali ideali.