電子發(fā)燒友網(wǎng)報道(文/李寧遠)工業(yè)機器人技術(shù)的發(fā)展可謂是日新月異，不管是從提高生產(chǎn)力的角度，還是從人機互動的角度來說，性能優(yōu)異的半導(dǎo)體器件都給工業(yè)機器人帶來了一次次大革新。協(xié)作性更強、更加智能化的工業(yè)機器人更適合承擔(dān)工業(yè)自動化環(huán)境中復(fù)雜的任務(wù)。
為了實現(xiàn)自動化環(huán)境中復(fù)雜的任務(wù)，工業(yè)機器人應(yīng)用程序的高速同步是必不可少的。想要實現(xiàn)機器人應(yīng)用程序的高速同步，用于工業(yè)通信的芯片是其中不可或缺的重要器件。一個性能優(yōu)異的工業(yè)通信芯片能給整個機器人系統(tǒng)帶來極低的延遲，這也是保證人機協(xié)作足夠流暢足夠安全的必要條件。這種應(yīng)用向的器件應(yīng)該具備什么樣的性能呢?
工業(yè)通信應(yīng)用物理層設(shè)備
快遞分揀機器人編程視頻外國人看中國分揀機器人物流分揀機器人策略說到工業(yè)通信應(yīng)用物理層設(shè)備就不得不提ADI的Chronous工業(yè)以太網(wǎng)物理層(PHY)組合。工業(yè)以太網(wǎng)PHY作為一種物理層收發(fā)器器件，會根據(jù)OSI網(wǎng)絡(luò)模式收發(fā)以太網(wǎng)幀。工業(yè)PHY的在應(yīng)用中我們需要考慮到性能、穩(wěn)定性以及功耗。Chronous系列在延遲和功耗上，都屬于業(yè)內(nèi)第一梯隊，充分提高確定性應(yīng)用中的數(shù)據(jù)傳輸和信號完整性。
ADIN1300就是ADI在工業(yè)機器人通信應(yīng)用上首推的PHY，作為一款單端口的千兆以太網(wǎng)收發(fā)設(shè)備，兼顧低延遲和低功耗，能為機器人應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)高速同步。ADIN1300在1000BASE-TRGMII延遲發(fā)射小于68ns，接收小于226ns;在100BASE-TXMII延遲發(fā)射小于52ns，接收小于248ns，名副其實的低延遲。低功耗則體現(xiàn)在對于1000BASE-T的330mW與對于100BASE-TX的140mW。
ADIN1300采用了緊湊型6mm×6mm的40引腳架構(gòu)芯片級(LFCSP)封裝，為實現(xiàn)最大的系統(tǒng)級設(shè)計靈活性，可通過單獨的VDDIO電源配置數(shù)據(jù)輸入/輸出管理和MAC接口電源電壓。除此之外，利用獨特的MACPHY技術(shù)，可以重復(fù)使用不支持傳統(tǒng)以太網(wǎng)接口的現(xiàn)有低功耗處理器技術(shù)，并通過SPI進行連接，優(yōu)化系統(tǒng)功率預(yù)算，在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)信號同步并支持TSN發(fā)展。
TI的工業(yè)PHY優(yōu)勢在于尺寸小、抗擾度高同時還提供集成保護。這里依然選擇工業(yè)機器人應(yīng)用的PHY-DP83826來看。
DP83826能夠提供很低的確定性延遲和低功耗，并支持10BASE-Te、100BASE-TX以太網(wǎng)協(xié)議，可以滿足實時工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)中的嚴格要求，確定性TX延遲為40ns，RX延遲為170ns。
該器件包含可實現(xiàn)快速連接的硬件自舉、快速鏈路丟棄檢測模式以及用于對系統(tǒng)上的其他模塊進行時鐘同步的專用參考CLKOUT。
這種小型的系統(tǒng)表現(xiàn)出的參數(shù)也的確讓人放心，系統(tǒng)中添加了用于增強EMC的集成電路，快速鏈路丟棄小于10μs。為了降低功耗(小于160mW)提供了可編程的節(jié)能模式——主動睡眠、深度斷電以及WoL局域網(wǎng)喚醒。
物流分揀機器人是誰發(fā)明的工業(yè)通信REM交換機
除了工業(yè)通信應(yīng)用物理層設(shè)備，嵌入式實時以太網(wǎng)交換機器件系列也是不可忽視的主力。REM交換機能實現(xiàn)靈活的系統(tǒng)劃分，以便選擇適合應(yīng)用需求的處理器，還可以自由地利用任何供應(yīng)商協(xié)議堆棧。
快遞分揀機器人手動視頻這里以ADI的REM交換芯片fido5100為例，這是一個在工業(yè)機器人通信應(yīng)用中被廣泛使用的器件，應(yīng)用于可編程的IEEE802.310Mbps/100Mbps以太網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本6(IPv6)和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本4(IPv4)交換機，可虛擬支持任意2層或3層協(xié)議。這種以太網(wǎng)交換芯片需要提供足夠多的端口和靈活的帶寬(10Mbps、100Mbps和1Gbps)來匹配復(fù)雜的工業(yè)場景。當然還要盡可能做到低功耗。
接口的傳輸速率是必須要保障的，fido5100給出的是每28ns32位，同時支持低至12.5μs的EtherCAT周期時間和低至31.25μs的PROFINET周期時間。數(shù)據(jù)使用PriorityChannel隊列在交換機之間來回傳輸，確保實時數(shù)據(jù)傳輸可以無延遲地中斷非實時數(shù)據(jù)傳輸。這樣才能做到機器人應(yīng)用程序的高速同步。
小結(jié)
快速分揀機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅是對于工業(yè)機器人，就整個工業(yè)場景運動控制而言，以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線以及其他技術(shù)從來都是相互競爭的，用以在工業(yè)自動化和控制系統(tǒng)中獲得對一些最苛刻要求的工作負載的處理權(quán)限。以太網(wǎng)展現(xiàn)出了不同網(wǎng)絡(luò)融合的可能性，基于以太網(wǎng)的通信芯片將在工業(yè)機器人通信中發(fā)揮重要作用。
原文標題：工業(yè)通信芯片，實現(xiàn)機器人應(yīng)用高速同步的前提
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