Поуздана и стабилна комуникациона међуповезаност је жила куцавица индустријске аутоматизације. С обзиром на огроман број сензора и актуатора унутар индустријске опреме, и мноштво система и протокола који преовладавају у стварним-светским индустријским сценаријима, безброј традиционалних мрежних пролаза се користи за пренос и конверзију података током целог процеса. Индустријска аутоматизација мора да узме у обзир захтеве ИТ система за отворени приступ подацима и контролу-у реалном времену.
Индустријски етернет је одиграо значајну улогу у овом погледу, значајно побољшавши ефикасност и синхронизацију великог-преноса података у поређењу са системима сабирнице поља. У погледу хардвера-, Етернет комутаторска опрема се састоји од чипова за Етхернет комутатор, ЦПУ-а, ПХИ-ова, ПЦБ-а и подсистема интерфејса/порта, при чему је чип Етернет комутатора критична компонента. Ови чипови су специјализовани за пребацивање и обраду великих количина података и прослеђивање порука, служећи као апликација{4}}оптимизована интегрисана кола за умрежавање. Главни добављачи чипова за прекидаче обично нуде комерцијалне производе-са свеобухватном подршком за протоколе и робусном функционалношћу.
Свитцх Цхип Интегратион
Функције мрежног пребацивања се обично имплементирају на Етхернет-овом слоју 2 МАЦ-а. Рани чипови за Етхернет комутатор су углавном садржали само МАЦ слој, ослањајући се на ПХИ чипове на слоју 1 да би успоставили стварне Етхернет везе. Са технолошким напретком и растућом потражњом корисника за поједностављеним системским архитектурама, појавили су се и широко прихваћени чипови мрежног комутатора који интегришу физички слој (ПХИ) и слој везе (МАЦ).
Тренутно, многи 10М/100М свитцх чипови су постигли ову интеграцију. Међутим, 10Г свич чипови и гигабитни портови на стандардним прекидачима и даље обично захтевају наменске ПХИ чипове. Када се расправља о Етхернет повезивању, Броадцом је кључни играч. Броадцом је дуго био лидер у сектору чипова за Етхернет комутатор, нудећи најсвеобухватнији асортиман Етхернет комутационе опреме и чипова у индустрији.
Што се тиче интеграције, Броадцом-ово решење за Етхернет комутацију Робосвитцх архитектуре садржи 5-24 конфигурације порта које подржавају Фаст Етхернет и Гигабит Етхернет (ГбЕ). У оквиру ових -брзинских и Гигабит Етхернет комутационих решења, све функције -система за комутацију велике брзине-, укључујући бафере пакета, примопредајнике физичког слоја, контролере приступа медијима (МАЦ), управљање адресама, контролу брзине засноване на порту, и -цхи не-блокирајући систем за комутацију, интегрисане су у једну комутаторску ЦМОС-у.п Овај ниво интеграције је изузетно висок за индустријске примене.
Да би се обезбедио висок капацитет обраде података током колаборативних операција, унутрашњи логички путеви комутационог чипа су изузетно сложени. Водеће архитектуре{1}}у индустрији великих произвођача подржавају више брзина, укључујући 100М/1ГЕ/2.5ГЕ и 10ГЕ, користећи 2.5ГбЕ/10ГбЕ брзине за постизање{8}}брзих веза узлазне везе. Интегрисани чип прекидача такође укључује ЦПУ директно у себи, омогућавајући дизајн једне -ЦПУ-управљане платформе за пребацивање која подржава каскадни режим без потребе за спољним процесором.
У сценаријима центара података и мрежним апликацијама дубоког учења, свитцх чипови постижу још више нивое интеграције. На пример, серија СтратаКСГС са највећом -интеграцијом, највећим-пропусним опсегом садржи интегрисана решења са једним-чипом која могу да скалирају од неколико гигабита до неколико терабита.
Подршка за више-протокола
Преваленција индустријских комуникационих протокола је широко призната, а чипови за комутацију са више{0}} протокола несумњиво имају већу привлачност у индустријским применама, значајно смањујући сложеност дизајна. АДИ-јеви ФИДО5100 и ФИДО5200 више-протоколски прекидачи чипови постижу подршку протокола кроз прилагодљива подешавања, користећи фирмвер преузет са главног процесора. Овај фирмвер је интегрисан у-етернет вишеструки{7}}драјвер за више протокола у реалном времену и преузима се током-укључења.
(Пуна подршка за протокол, АДИ)
Скалабилне и флексибилне конфигурације омогућавају чипу прекидача да се неприметно повезује са било којим хост процесором. Коришћењем драјвера уређаја за одређене протоколе, олакшава флексибилно партиционисање система, а истовремено нуди већу слободу за коришћење стекова протокола било ког добављача-једноставно интегришите стек протокола са више-драјвером чипа за комутатор за више протокола. Подршка за више-протокола чипа прекидача значајно побољшава ефикасност у сценаријима индустријске аутоматизације.
Неумољива тежња за ефикасним преносом података и захтевима у реалном{0}}времену
Без обзира на технолошке трендове, основни захтеви за ефикасан пренос и ниско кашњење остају константни за свитцх чипове. Ово је посебно критично у индустријским апликацијама где контрола покрета захтева строге перформансе-у реалном времену. Горе поменута ФИДО серија користи контролну јединицу тајмера (ТЦУ) за имплементацију механизама синхронизације за различите индустријске Етхернет протоколе, подржавајући ЕтхерЦАТ времена циклуса од само 12,5 μс и ПРОФИНЕТ циклуса од 31,25 μс.
Мицроцхипова серија са једним-чипом ВСЦ75КСТСН интегрише пуну хардверску подршку за ИЕЕЕ 1588в2 Прецисион Тиме Протоцол (ПТП), укључујући хардверско временско означавање за све ПХИ-МАЦ интерфејсе и хардверски ПТП сат високе-резолуције. Ово обезбеђује синхронизацију испод-микросекунде за низ индустријских Етхернет апликација. Потреба за-веома{10}ефикасном везом у реалном времену наставља да подстиче чипове комутатора ка ефикаснијем преносу и мањој{11}}синхронизацији са кашњењем.
Резиме
Како мреже прелазе са традиционалних фиелдбус и 4мА на 20мА конекције на индустријски Етхернет, појављују се бројни изазови током фаза пројектовања и имплементације мрежног повезивања. Ово је покренуло еволуцију чипова за Етхернет комутатор. Снажни и флексибилни чипови за прекидаче приближавају индустријске апликације постизању идеалне индустријске Етхернет везе.