在下一“驅動(dòng)”設計中支持所有工業(yè)以太網(wǎng)標準

　　某些影響工業(yè)以太網(wǎng)系統設計的趨勢包括嵌入式通信協(xié)議、工業(yè)以太網(wǎng)標準的快速發(fā)展，以及向千兆以太網(wǎng)的發(fā)展等。

　　嵌入式通信協(xié)議

　　驅動(dòng)和 I/O 模塊 （ 工廠(chǎng)自動(dòng)化中典型的從機器件 ） 的第一個(gè)發(fā)展趨勢是通信功能的深度嵌入，這是由于系統成本下降、外形減小以及功耗預算降低等因素造成的。過(guò)去，客戶(hù)花費數百美元來(lái)購買(mǎi)商用通信模塊，然后將其加入到驅動(dòng)模塊中。這類(lèi)模塊性?xún)r(jià)比不高，而且也不適用于小外形封裝驅動(dòng)設計。另一替代方案是包括單獨的 ASSP 專(zhuān)用于實(shí)現通信功能。由于不同的客戶(hù)會(huì )使用不同的工業(yè)以太網(wǎng)標準，因此，這種 ASSP 可能會(huì )被過(guò)度設計，以支持多種協(xié)議。

　　但是，供應商希望將他們所有的數字驅動(dòng)功能集成到一個(gè)硅片中，要求通信協(xié)議功能規模不大，能夠作為整個(gè) “ 芯片驅動(dòng) ” 系統的組成部分來(lái)實(shí)現。圖 3 顯示了工業(yè)以太網(wǎng)功能實(shí)現的轉變。

　　圖 3. 從模塊到器件，到芯片集成功能

　　工業(yè)以太網(wǎng)標準的快速發(fā)展

　　第二個(gè)趨勢是工業(yè)以太網(wǎng)標準的快速發(fā)展。與現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議相似，有很多類(lèi)型的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，最重要的是，這些標準并沒(méi)有在市場(chǎng)上合并。

　　驅動(dòng)系統供應商必須能夠支持 6 到 8 個(gè)標準，才能將其產(chǎn)品銷(xiāo)售到全球不同的工廠(chǎng)中。

　　例如，如果您希望在亞洲和歐洲同時(shí)銷(xiāo)售您的驅動(dòng)設備，同時(shí)適應 Ethernet POWERLINK 和 EtherCAT，那么，您需要：1）設計、開(kāi)發(fā)，并維持兩組驅動(dòng)設計；或者 2）包括 ASSP 以支持多種協(xié)議 —— 希望協(xié)議不會(huì )變化；或者 3）使用可編程平臺表 1 列出了流行于全世界的某些競爭以太網(wǎng)標準。

　　表 1. 基于底層現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議的競爭以太網(wǎng)標準

　　過(guò)去，當工業(yè)以太網(wǎng)標準使用標準 MAC/ 交換時(shí)，很容易采用微處理器單元 （MPU） 進(jìn)行通信。如果您需要支持新標準，您只需要交換協(xié)議棧 （ 軟件 ）。但是，正如前面所討論的，很多新標準需要特殊的 MAC 實(shí)現。很顯然，應對這些新標準時(shí)，在標準 MPU 上采用標準以太網(wǎng) MAC 和交換機對通信協(xié)議進(jìn)行標準化處理是不夠的。

　　某些 MPU 供應商開(kāi)發(fā)了新方法，例如開(kāi)發(fā)專(zhuān)用嵌入式處理器使用的定制微代碼，用于仿真非標準 MAC。但這些是很深奧的方法，可能會(huì )有不知道的缺陷。需要特殊 MAC 實(shí)現的協(xié)議通常采用定制硬件方法，取決于產(chǎn)量以及要求的價(jià)格點(diǎn)而使用 ASIC 或者 FPGA。

　　此外，MAC 設計總是有可能隨著(zhù)標準的發(fā)展而改變。為保證您的設計今后不會(huì )過(guò)時(shí)，采用可編程方法是最安全的。

　　向千兆以太網(wǎng)的發(fā)展