Einführung: Ein neuer Ansatz zur Integration industrieller Kommunikation
Da industrielle Automatisierungssysteme immer stärker vernetzt werden, gewinnt die Kommunikationskompatibilität zwischen Steuerungen, Feldgeräten und Produktionsanlagen zunehmend an Bedeutung. In modernen Fabriken kommen häufig Anlagen verschiedener Hersteller zum Einsatz, weshalb die Unterstützung unterschiedlicher industrieller Ethernet-Protokolle bei der Systemauslegung ein wichtiger Aspekt ist.
Am 5. November 2026 kündigte Texas Instruments (TI) zwei neue Produkte für die industrielle Kommunikation an: das Multiprotokoll-Kommunikationssystem-on-Module (SoM) TICS100MOD und den zweikanaligen IO-Link-Master TIOM2212.
Das TICS100MOD unterstützt EtherCAT, EtherNet/IP und PROFINET auf einer gemeinsamen Hardwareplattform, während das TIOM2212 eine Schnittstelle zum Verbinden von IO-Link-Sensoren und -Aktoren mit industriellen Netzwerken höherer Ebenen bereitstellt.
Zusammen erweitern diese Produkte das Industriekommunikationsportfolio von TI und adressieren eine häufige technische Herausforderung: die Verringerung der Hardwarekomplexität bei gleichzeitiger Wahrung der Flexibilität für verschiedene industrielle Netzwerkarchitekturen.
TICS100MOD: Unterstützung dreier industrieller Ethernet-Protokolle auf einer Plattform
Das TICS100MOD ist ein kompaktes, vorab zertifiziertes Multiprotokoll-Kommunikationsmodul, das drei etablierte industrielle Ethernet-Standards unterstützt:
- EtherCAT
- EtherNet/IP
- PROFINET
TI bezeichnet es als das kleinste voll ausgestattete Multiprotokoll-Kommunikations-SoM der Branche. Seine Architektur basiert auf dem Mikrocontroller AM2612 (MCU) und dem Ethernet-Transceiver für die physikalische Schicht DP83826AI (PHY).
Das Modul integriert zwei Arm-Cortex-R5F-Prozessorkerne und externen Speicher und bietet damit die erforderlichen Rechenressourcen für den Betrieb voll ausgestatteter industrieller Kommunikationsprotokollstacks.
Einer der größten Vorteile ist die Möglichkeit, beim Start per Firmware-Update zwischen den unterstützten Protokollen zu wechseln. So können Gerätehersteller ein gemeinsames Hardwaredesign beibehalten und zugleich die Kommunikationsfunktionen an unterschiedliche Kundenanforderungen oder regionale Anforderungen anpassen.
Ein Maschinenhersteller, der beispielsweise mehrere Fabriken beliefert, kann auf unterschiedliche Netzwerkpräferenzen treffen. Statt für jedes Protokoll separate Kommunikationshardware zu entwickeln, kann der Hersteller eine gemeinsame Plattform verwenden und das erforderliche Protokoll per Firmware konfigurieren.
Dieser Ansatz kann den Entwicklungsaufwand für die Hardware verringern, die Produktwartung vereinfachen und die Anzahl der zu verwaltenden Hardwarevarianten begrenzen.
Ein wichtiger Unterschied besteht darin, dass ein firmwarebasierter Protokollwechsel nicht zwangsläufig bedeutet, dass alle drei Protokolle gleichzeitig betrieben werden. Ingenieure sollten die unterstützten Betriebsmodi und die Softwarekonfiguration überprüfen, bevor sie die vollständige Kommunikationsarchitektur entwerfen.
TIOM2212: Industrielle Konnektivität auf Sensoren und Aktoren ausweiten
Der TIOM2212 ist ein zweikanaliger IO-Link-Master, der Feldgeräte mit industriellen Kommunikationssystemen der übergeordneten Ebene verbindet.
IO-Link ist eine standardisierte Punkt-zu-Punkt-Kommunikationstechnologie zwischen Sensoren oder Aktoren und einem IO-Link-Master. Sie überträgt mehr Informationen als herkömmliche Schaltsignale, da sie bidirektionale Kommunikation, Geräteidentifikation, Parametrierung, Prozessdaten und Diagnoseinformationen unterstützt.
Der TIOM2212 bietet Industrieanlagenentwicklern mehrere Funktionen:
- Zweikanalige IO-Link-Masterarchitektur.
- Erweiterte Analogintegration.
- Integrierte Geräteschutzfunktionen.
- Unterstützung für den schnellen Datenaustausch mit angeschlossenen Feldgeräten.
- Kompatibilität mit industriellen Netzwerk-SoCs von TI Sitara.
- Kompatibilität mit Echtzeit-MCUs der AM13Ex-Familie durch einen integrierten Frame-Prozessor.
Durch die Integration der IO-Link-Masterfunktionalität in das umfassendere Ökosystem für industrielle Verarbeitung von TI trägt das Gerät dazu bei, die Verbindung zwischen Feldgeräten und Fabriksteuerungssystemen zu vereinfachen.
Für Automatisierungsingenieure ist dies besonders relevant bei der Entwicklung verteilter Sensorschnittstellen, intelligenter E/A-Systeme und Industrieanlagen, die einen zentralen Zugriff auf Informationen von Feldgeräten erfordern.
Verringerung der Hardwarekomplexität in vernetzten Fabriken
Eine moderne Produktionsanlage kann SPS, Industrieroboter, Servoantriebe, dezentrale E/A-Module, Bildverarbeitungssysteme und intelligente Sensoren umfassen. Diese Geräte verwenden nicht immer dasselbe Kommunikationsprotokoll.
Die Unterstützung mehrerer industrieller Ethernet-Standards kann daher die Hardwarekosten, den Softwareentwicklungsaufwand und den Aufwand für die Systemvalidierung erhöhen.
Die Multi-Protokoll-Strategie von TI begegnet diesem Problem durch eine Kombination aus programmierbarer Hardware und zertifizierten Software-Protokollstacks.
Zu den wichtigsten technischen Vorteilen zählen:
Protokollflexibilität
Durch die firmwarebasierte Konfiguration können Hersteller unterstützte Kommunikationsprotokolle anpassen, ohne die Hardwareplattform neu zu entwerfen.
Deterministische Kommunikation
Die Echtzeitprozessoren und Kommunikationssubsysteme von TI sind darauf ausgelegt, einen vorhersagbaren Datenaustausch und zeitkritische industrielle Netzwerkanwendungen zu unterstützen.
Softwareanpassung
Der Zugriff auf die Media-Access-Control-Schicht (MAC-Schicht) bietet Entwicklern mehr Flexibilität bei der Implementierung kundenspezifischer Kommunikationsfunktionen.
Vereinfachte Entwicklung
TI bietet Evaluierungsmodule, Software Development Kits (SDKs), zertifizierte Protokollstacks, Anwendungsbeispiele, Schulungsmaterialien und Ressourcen zur Fehlerbehebung.
Diese Ressourcen können den Entwicklungsaufwand für die Integration industrieller Netzwerke verringern und Entwicklungsteams dabei helfen, von der ersten Evaluierung bis zur Produktimplementierung zu gelangen.
PRU-ICSS: Echtzeitkommunikation in der Industrie
Ein weiterer wichtiger Bestandteil der industriellen Kommunikationsstrategie von TI ist die programmierbare Echtzeiteinheit und das Subsystem für industrielle Kommunikation (PRU-ICSS).
Dieses proprietäre Hardwaresubsystem ist in ausgewählte Mikrocontroller und Systems-on-Chip von TI integriert. Es ist für deterministische industrielle Kommunikationsaufgaben mit geringer Latenz ausgelegt.
In herkömmlichen Prozessorarchitekturen kann die Kommunikationsverarbeitung mit Abläufen auf Anwendungsebene um CPU-Ressourcen konkurrieren. Das kann problematisch werden, wenn industrielle Netzwerke vorhersagbare Reaktionszeiten und einen synchronisierten Datenaustausch erfordern.
PRU-ICSS begegnet dieser Herausforderung, indem zeitkritische Kommunikationsfunktionen dedizierten Echtzeitverarbeitungsressourcen zugewiesen werden. Die universell einsetzbare Arm-CPU kann sich dann auf Anwendungslogik, Systemmanagement und weitere Steuerungsfunktionen konzentrieren.
Diese Architektur eignet sich für Anwendungen, bei denen das Kommunikationstiming die Maschinenkoordination, die verteilte Steuerung und den Echtzeit-Datenaustausch von Prozessen direkt beeinflusst.
Aus Ingenieurssicht ist die Trennung der Kommunikationsverarbeitung von der allgemeinen Anwendungsverarbeitung eine praktische Möglichkeit, die Prozessorlast zu steuern, wenn industrielle Systeme komplexer werden.
Erweiterung des IO-Link-Produktökosystems von TI
Mit der Ergänzung um den TIOM2212 erweitert TI seine Hardwareabdeckung über verschiedene Ebenen des IO-Link-Ökosystems hinweg.
Das breitere Portfolio umfasst:
- IO-Link-Transceiver.
- Digitale Ausgangsschalter.
- IO-Link-Mastergeräte mit integrierten Frame-Prozessoren.
Mit dieser Produktreihe können Ingenieure mehrere IO-Link-Hardwarekomponenten desselben Halbleiterherstellers beziehen.
Ein stärker integriertes Komponentenökosystem kann die Hardwareauswahl, das Schnittstellendesign, den technischen Support und die langfristige Produktwartung vereinfachen.
Die Auswahl von Komponenten eines einzelnen Anbieters macht jedoch eine Überprüfung auf Systemebene nicht überflüssig. Ingenieure müssen weiterhin die elektrische Kompatibilität, die Kanalbedingungen, die Schutzmerkmale, das Kommunikationstiming und die Softwareunterstützung prüfen.
Entwicklungsressourcen und Produktverfügbarkeit
TI stellt Entwicklungsressourcen bereit, um die Evaluierung und Implementierung seiner Technologien für industrielle Kommunikation zu unterstützen.
| Ressource | Anwendung |
|---|---|
| SDK für industrielle Kommunikation | Entwicklung von Software für die industrielle Kommunikation |
| TIOL221-Evaluierungsmodul | Evaluierung der IO-Link-Technologie |
| Zertifizierte Protokollstacks | Implementierung von Industrial-Ethernet-Protokollen |
| Anwendungsbeispiele | Referenzdesigns und Entwicklungshinweise |
Laut der Ankündigung von TI sieht der Verfügbarkeitsplan wie folgt aus:
| Produkt | Verfügbarkeit |
|---|---|
| TIOM2212 | Vorserienmengen können über TI.com bestellt werden |
| TICS100MOD | Voraussichtlich bis Ende 2026 verfügbar |
TI wird sein Portfolio für industrielle Kommunikation außerdem auf der electronica 2026 vorstellen, die vom 10. bis 13. November in München stattfindet.
Das TICS100MOD wird am TI-Messestand in Halle C4, Stand 159, vorgestellt. Demonstrationen zeigen die Integration von industriellem Ethernet mit mehreren Protokollen.
Aus Ingenieurssicht: Warum diese Produkte wichtig sind
Meiner Ansicht nach besteht die wichtigste Entwicklung nicht einfach darin, ein weiteres Industrial-Ethernet-Modul oder einen weiteren IO-Link-Master hinzuzufügen. Vielmehr geht es darum, den technischen Aufwand für die Unterstützung mehrerer Kommunikationstechnologien zu verringern.
Für Maschinenbauer und Hersteller von Automatisierungsgeräten kann es unnötigen Entwicklungs- und Lageraufwand verursachen, unterschiedliche Hardwaredesigns für verschiedene Netzwerkstandards vorzuhalten. Eine konfigurierbare Hardwareplattform bietet die Möglichkeit, die Produktarchitektur zu standardisieren und gleichzeitig die Kommunikationsflexibilität zu bewahren.
Die Kombination aus TICS100MOD und TIOM2212 spiegelt auch einen breiteren Trend in der industriellen Automatisierung wider: Die Integration der Kommunikation rückt näher an die Geräte auf Feldebene heran.
IO-Link ermöglicht den Zugriff auf detailliertere Informationen von Sensoren und Aktoren, während Industrial Ethernet die für den Informationsaustausch zwischen Maschinen und Steuerungssystemen erforderliche Kommunikationsinfrastruktur bereitstellt.
Bei sachgemäßer Integration dieser Technologien können Hersteller transparentere Automatisierungsarchitekturen mit besserem Zugriff auf Gerätediagnosen und Konfigurationsdaten aufbauen.
Dennoch sollten Ingenieure vor der Einführung dieser Produkte besonders auf drei Faktoren achten:
- Protokollanforderungen: Prüfen Sie Protokollversionen, Zertifizierungsstatus, unterstützte Betriebsmodi und Firmwarekompatibilität.
- Echtzeitleistung: Bewerten Sie Kommunikationszykluszeiten, Netzwerksynchronisierung und Latenz unter tatsächlichen Betriebsbedingungen.
- Langfristige Wartung: Berücksichtigen Sie Firmware-Updateverfahren, die Unterstützung über den gesamten Softwarelebenszyklus, die Verfügbarkeit von Komponenten und die Kompatibilität mit bestehenden Steuerungsplattformen.
Diese Faktoren bestimmen letztlich, ob eine Multiprotokollplattform in einer bestimmten industriellen Anwendung messbare Vorteile bietet.
Fazit: Aufbau flexiblerer Architekturen für die industrielle Kommunikation
Mit der Einführung des TICS100MOD und des TIOM2212 erweitert Texas Instruments sein Portfolio für industrielle Kommunikationstechnologien.
Der TICS100MOD unterstützt EtherCAT, EtherNet/IP und PROFINET mit mehreren Protokollen über eine gemeinsame Hardwareplattform. Der TIOM2212 erweitert die Konnektivität auf IO-Link-Sensoren und -Aktoren und unterstützt Entwickler dabei, Geräte auf Feldebene in übergeordnete industrielle Netzwerke zu integrieren.
Durch die Kombination aus programmierbarer Hardware, Echtzeitverarbeitung und Entwicklungssoftware begegnet TI mehreren praktischen Herausforderungen moderner Fabrikkommunikationssysteme.
Mit der Weiterentwicklung der industriellen Automatisierung werden flexible Protokollunterstützung und eine bessere Konnektivität auf Feldebene für Gerätehersteller, Systemintegratoren und Ingenieure für industrielle Steuerungstechnik wichtige Faktoren bleiben.
