工業4.0時代,安森美以太網NCN26010的優勢

在開發全新數據通信協議時,通常關注的重點是進一步提高數據速率。然而,要確保工業和樓宇自動化應用中的許多傳感器和執行器正常運行,我們需要的不僅僅是更快的數據速率。目前,這些“邊緣”設備使用大量的傳統多點通信協議進行互聯,使得原始設備製造商 (OEM) 支持這些設備將面臨更複雜的境況,並且成本隨之增加。為此,IEEE 成立了一個工作小組,研究短距離聯網技術如何通過單對以太網 (SPE) 線纜實現 10 Mb/s 的數據速率,以滿足工業 4.0、汽車以及其他市場領域的需求。安森美的 NCN26010因此而誕生。



一. NCN26010基於10BASE-T1S 協議

布線是在工業環境中部署傳統以太網的另一個障礙。標準以太網線纜有四對電線,不僅增加了成本,而且也難以安裝。10BASE-T1S 專為使用單對電線而開發,因此更小巧、更易使用,成本也明顯更低。

除了實時性能和確定性之外,在惡劣且嘈雜的電氣環境下可靠工作是工業網絡的一個關鍵要求。舊的以太網標準設計不具備電磁兼容性 (EMC),而 10BASE-T1S 在設計時考慮到這些惡劣的環境因素。因此,與其他工業網絡相比,10BASE‑T1S 具有出色的 EMC 性能。如今,即便使用非屏蔽單對線纜,也可以利用 10BASE-T1S 設計出滿足 3 類 IEC61000-4-6 EMI 要求(10 Vrms 共模噪聲注入)的系統。PLCA 是提高電磁抗擾性的關鍵因素,因為消除衝突有助於物理層收發器使用先進技術,這樣在電氣噪聲比較大的環境下也能恢覆信號。

二 NCN26010二合一MAC PHY收發器

典型的 10BASE-T1S 以太網 PHY 控制器只提供通過非屏蔽單對線纜傳輸和接收數據所需的物理層功能,並支持通過獨立的標準介質(MII) 與 MAC 通信。但是,安森美的 NCN26010(下圖)是一款符合 IEE 802.3cg 標準的以太網收發器,它將媒體訪問控制器 (MAC)、PLCA 協調子層 (RS) 與 10BASE-T1S PHY 整合在單個封裝,因此無需使用這種雙層設計方法。這意味著,它可提供通過單一的非屏蔽雙絞線傳輸和接收數據所需的所有物理層功能,並可通過 Open Alliance 的 MACPHY SPI 協議與主機 MCU 通信。通過將 PHY 和 MAC 集成在單個 MACPHY 設備中,可以將以太網與傳感器以及其他使用中低端 MCU 的工業設備(無集成 MAC)搭配使用。這不僅顯著降低了複雜性,還支持在系統初始安裝後靈活地重新配置節點。

 

三. NCN26010另外 兩個顯著優勢。

       第一個優勢:它具有增強的抗噪模式和出色的誤碼率 (BER),同時通過了 IEC6100-4-6 在 10 Vrms 條件下進行的抗擾度測試,確保在嘈雜的工廠環境下能夠進行可靠的信號檢測。此功能使 NCN26010 能夠在長達 50 米的線纜上部署 8 個節點(IEEE 802.3cg 標準要求的 2 倍)。

       第二個優勢:該器件的線路引腳電容更低,最多可將 40 個節點連接至一根 25 米長的單對電纜上(超出 IEEE 802.3cg 標準 5 倍)。NCN26010 還可通過採用以太網的分層法來降低軟體維護成本,因此更改以太網 PHY 不會影響上部軟體層。NCN26010 收發器可採用4 mm x 4mm QFN32 薄型封裝或 5mm x 5mm TQFP32 封裝。除了工業工廠,該收發器還可用於樓宇自動化(電梯和智能傳感器)、街道照明、鐵路運輸以及其他汽車應用。

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