Pengenalan: Pendekatan Baharu untuk Penyepaduan Komunikasi Industri
Apabila sistem automasi industri semakin saling berhubung, keserasian komunikasi antara pengawal, peranti medan dan peralatan pengeluaran menjadi semakin penting. Kilang moden sering menggabungkan peralatan daripada pelbagai pengeluar, menjadikan sokongan untuk protokol Ethernet industri yang berbeza sebagai pertimbangan utama semasa reka bentuk sistem.
Pada 5 November 2026, Texas Instruments (TI) mengumumkan dua produk komunikasi industri baharu: System-on-Module (SoM) komunikasi berbilang protokol TICS100MOD dan master IO-Link dua saluran TIOM2212.
TICS100MOD menyokong EtherCAT, EtherNet/IP dan PROFINET pada platform perkakasan yang sama, manakala TIOM2212 menyediakan antara muka untuk menyambungkan penderia dan penggerak IO-Link kepada rangkaian industri peringkat lebih tinggi.
Secara bersama, produk-produk ini meluaskan portfolio komunikasi industri TI dan menangani cabaran kejuruteraan yang lazim: mengurangkan kerumitan perkakasan sambil mengekalkan fleksibiliti merentas seni bina rangkaian industri yang berbeza.
TICS100MOD: Menyokong Tiga Protokol Ethernet Industri pada Satu Platform
TICS100MOD ialah modul komunikasi berbilang protokol yang kompak dan diperakui terlebih dahulu, direka untuk menyokong tiga piawaian Ethernet industri yang mantap:
- EtherCAT
- EtherNet/IP
- PROFINET
TI menyifatkannya sebagai SoM komunikasi berbilang protokol berciri penuh yang terkecil dalam industri. Seni binanya berasaskan mikropengawal (MCU) AM2612 dan transceiver lapisan fizikal Ethernet (PHY) DP83826AI.
Modul ini mengintegrasikan dua teras pemproses Arm Cortex-R5F dan memori luaran, yang menyediakan sumber pemprosesan yang diperlukan untuk menjalankan susunan protokol komunikasi industri berciri penuh.
Salah satu kelebihan utamanya ialah keupayaan untuk bertukar antara protokol yang disokong melalui kemas kini perisian tegar semasa permulaan. Ini membolehkan pengeluar peralatan mengekalkan reka bentuk perkakasan yang sama sambil menyesuaikan fungsi komunikasi mengikut keperluan pelanggan atau wilayah yang berbeza.
Sebagai contoh, pengeluar mesin yang membekalkan peralatan kepada beberapa kilang mungkin menghadapi pilihan rangkaian yang berbeza. Daripada membangunkan perkakasan komunikasi berasingan untuk setiap protokol, pengeluar boleh menggunakan platform umum dan mengkonfigurasi protokol yang diperlukan melalui perisian tegar.
Pendekatan ini dapat mengurangkan usaha pembangunan perkakasan, memudahkan penyelenggaraan produk dan mengehadkan bilangan varian perkakasan yang perlu diuruskan.
Satu perbezaan penting ialah penukaran protokol berasaskan perisian tegar tidak semestinya bermakna ketiga-tiga protokol beroperasi serentak. Jurutera harus mengesahkan mod operasi yang disokong dan konfigurasi perisian sebelum mereka bentuk seni bina komunikasi yang lengkap.
TIOM2212: Memperluas Kesambungan Industri kepada Penderia dan Penggerak
TIOM2212 ialah induk IO-Link dwi saluran yang direka untuk menyambungkan peranti peringkat medan dengan sistem komunikasi industri peringkat lebih tinggi.
IO-Link ialah teknologi komunikasi titik ke titik piawai yang digunakan antara penderia atau penggerak dengan induk IO-Link. Teknologi ini memberikan lebih banyak maklumat berbanding isyarat pensuisan konvensional dengan menyokong komunikasi dua hala, pengenalpastian peranti, pemparameteran, data proses dan maklumat diagnostik.
TIOM2212 memperkenalkan beberapa ciri untuk pembangun peralatan industri:
- Seni bina induk IO-Link dwi saluran.
- Penyepaduan analog termaju.
- Ciri perlindungan peranti bersepadu.
- Sokongan untuk pertukaran data pantas dengan peranti medan yang disambungkan.
- Keserasian dengan SoC rangkaian industri TI Sitara.
- Keserasian dengan MCU masa nyata AM13Ex melalui pemproses bingkai bersepadu.
Dengan menyepadukan fungsi induk IO-Link ke dalam ekosistem pemprosesan industri TI yang lebih luas, peranti ini membantu memudahkan sambungan antara instrumen medan dengan sistem kawalan kilang.
Bagi jurutera automasi, hal ini amat relevan ketika membangunkan antara muka penderia teragih, sistem I/O pintar dan peralatan industri yang memerlukan akses berpusat kepada maklumat peranti medan.
Mengurangkan Kerumitan Perkakasan di Kilang Berhubung
Kemudahan pengeluaran moden mungkin mempunyai PLC, robot industri, pemacu servo, modul I/O jauh, sistem penglihatan dan penderia pintar. Peranti ini tidak semestinya menggunakan protokol komunikasi yang sama.
Oleh itu, sokongan untuk berbilang piawaian Ethernet industri boleh meningkatkan kos perkakasan, keperluan pembangunan perisian dan beban kerja pengesahan sistem.
Strategi berbilang protokol TI menangani masalah ini melalui gabungan perkakasan boleh atur cara dan tindanan protokol perisian yang diperakui.
Kelebihan kejuruteraan utamanya termasuk:
Fleksibiliti protokol
Konfigurasi berasaskan perisian tegar membolehkan pengeluar menyesuaikan protokol komunikasi yang disokong tanpa mereka bentuk semula platform perkakasan.
Komunikasi deterministik
Pemproses masa nyata dan subsistem komunikasi TI direka untuk menyokong pertukaran data yang boleh diramal dan aplikasi rangkaian industri yang sensitif terhadap masa.
Penyesuaian perisian
Akses kepada lapisan kawalan akses media (MAC) memberikan pembangun lebih fleksibiliti semasa melaksanakan fungsi komunikasi tersuai.
Pembangunan yang dipermudah
TI menyediakan modul penilaian, kit pembangunan perisian (SDK), tindanan protokol yang diperakui, contoh aplikasi, bahan latihan dan sumber penyelesaian masalah.
Sumber ini dapat mengurangkan beban kerja pembangunan yang berkaitan dengan integrasi rangkaian industri dan membantu pasukan kejuruteraan beralih daripada penilaian awal kepada pelaksanaan produk.
PRU-ICSS: Mengendalikan Komunikasi Industri Masa Nyata
Satu lagi bahagian penting dalam strategi komunikasi industri TI ialah Unit Masa Nyata Boleh Atur Cara dan Subsistem Komunikasi Industri (PRU-ICSS).
Subsistem perkakasan proprietari ini disepadukan ke dalam mikropengawal dan sistem pada cip TI terpilih. Subsistem ini direka untuk mengendalikan tugas komunikasi industri yang deterministik dan berlatensi rendah.
Dalam seni bina pemproses konvensional, pemprosesan komunikasi boleh bersaing dengan operasi peringkat aplikasi untuk mendapatkan sumber CPU. Hal ini boleh menjadi kebimbangan apabila rangkaian industri memerlukan masa tindak balas yang boleh diramal dan pertukaran data yang disegerakkan.
PRU-ICSS menangani cabaran ini dengan menyerahkan fungsi komunikasi sensitif masa kepada sumber pemprosesan masa nyata khusus. CPU Arm tujuan umum kemudiannya boleh menumpukan perhatian pada logik aplikasi, pengurusan sistem dan fungsi kawalan lain.
Seni bina ini sesuai untuk aplikasi yang pemasaan komunikasinya memberi kesan langsung kepada penyelarasan mesin, kawalan teragih dan pertukaran data proses masa nyata.
Dari sudut kejuruteraan, mengasingkan pemprosesan komunikasi daripada pemprosesan aplikasi umum ialah cara praktikal untuk mengurus beban kerja pemproses apabila sistem industri menjadi semakin kompleks.
Memperluas Ekosistem Produk IO-Link TI
Dengan penambahan TIOM2212, TI memperluas liputan perkakasannya merentasi pelbagai lapisan ekosistem IO-Link.
Portfolionya yang lebih luas merangkumi:
- Transceiver IO-Link.
- Suis output digital.
- Peranti induk IO-Link dengan pemproses bingkai terbina dalam.
Rangkaian produk ini membolehkan jurutera mendapatkan beberapa komponen perkakasan IO-Link daripada pengeluar semikonduktor yang sama.
Ekosistem komponen yang lebih bersepadu dapat memudahkan pemilihan perkakasan, reka bentuk antara muka, sokongan teknikal dan penyelenggaraan produk jangka panjang.
Namun begitu, pemilihan komponen daripada satu pembekal tidak menghapuskan keperluan untuk pengesahan pada peringkat sistem. Jurutera masih perlu menyemak keserasian elektrik, keperluan saluran, ciri perlindungan, pemasaan komunikasi dan sokongan perisian.
Sumber Pembangunan dan Ketersediaan Produk
TI menyediakan sumber pembangunan untuk menyokong penilaian dan pelaksanaan teknologi komunikasi industrinya.
| Sumber | Aplikasi |
|---|---|
| SDK Komunikasi Industri | Pembangunan perisian komunikasi industri |
| Modul Penilaian TIOL221 | Penilaian teknologi IO-Link |
| Tindanan protokol yang diperakui | Pelaksanaan protokol Ethernet industri |
| Contoh aplikasi | Reka bentuk rujukan dan panduan pembangunan |
Menurut pengumuman TI, jadual ketersediaannya adalah seperti berikut:
| Produk | Ketersediaan |
|---|---|
| TIOM2212 | Kuantiti prapengeluaran tersedia untuk dipesan melalui TI.com |
| TICS100MOD | Dijangka tersedia menjelang akhir 2026 |
TI juga akan memperagakan portfolio komunikasi industrinya di electronica 2026, yang dijadualkan berlangsung pada 10-13 November di Munich, Jerman.
TICS100MOD akan diperkenalkan di gerai TI di Dewan C4, Gerai 159, dengan demonstrasi yang mengetengahkan penyepaduan Ethernet industri berbilang protokol.
Perspektif Kejuruteraan: Mengapa Produk Ini Penting
Pada pandangan saya, perkembangan yang paling penting bukan sekadar penambahan satu lagi modul Ethernet industri atau master IO-Link. Sebaliknya, ia merupakan usaha untuk mengurangkan kerumitan kejuruteraan yang berkaitan dengan sokongan terhadap pelbagai teknologi komunikasi.
Bagi pembina mesin dan pengeluar peralatan automasi, mengekalkan reka bentuk perkakasan yang berbeza untuk piawaian rangkaian yang berlainan boleh menimbulkan cabaran pembangunan dan inventori yang tidak perlu. Platform perkakasan yang boleh dikonfigurasikan menawarkan peluang untuk menyeragamkan seni bina produk sambil mengekalkan fleksibiliti komunikasi.
Gabungan TICS100MOD dan TIOM2212 turut mencerminkan trend yang lebih luas dalam automasi industri: integrasi komunikasi semakin menghampiri peringkat peranti medan.
IO-Link membolehkan akses kepada maklumat yang lebih terperinci daripada penderia dan penggerak, manakala Ethernet industri menyediakan infrastruktur komunikasi yang diperlukan untuk bertukar maklumat antara mesin dan sistem kawalan.
Apabila teknologi ini diintegrasikan dengan betul, pengeluar dapat membina seni bina automasi yang lebih telus dengan akses yang lebih baik kepada diagnostik peranti dan data konfigurasi.
Walau bagaimanapun, jurutera harus memberikan perhatian khusus kepada tiga faktor sebelum menggunakan produk ini:
- Keperluan protokol: Sahkan versi protokol, status pensijilan, mod operasi yang disokong dan keserasian perisian tegar.
- Prestasi masa nyata: Nilai masa kitaran komunikasi, penyegerakan rangkaian dan kependaman dalam keadaan operasi sebenar.
- Penyelenggaraan jangka panjang: Pertimbangkan prosedur kemas kini perisian tegar, sokongan sepanjang kitar hayat perisian, ketersediaan komponen dan keserasian dengan platform kawalan sedia ada.
Faktor-faktor ini akhirnya akan menentukan sama ada platform berbilang protokol memberikan manfaat yang boleh diukur dalam aplikasi industri tertentu.
Kesimpulan: Membina Seni Bina Komunikasi Industri yang Lebih Fleksibel
Pengenalan TICS100MOD dan TIOM2212 oleh Texas Instruments menandakan peluasan lanjut portfolio teknologi komunikasi industrinya.
TICS100MOD menyediakan sokongan berbilang protokol untuk EtherCAT, EtherNet/IP dan PROFINET melalui platform perkakasan yang sama. TIOM2212 memperluas ketersambungan kepada penderia dan penggerak IO-Link, sekali gus membantu pembangun mengintegrasikan peranti peringkat medan ke dalam rangkaian industri peringkat lebih tinggi.
Dengan menggabungkan perkakasan boleh atur cara, keupayaan pemprosesan masa nyata dan perisian pembangunan, TI menangani beberapa cabaran praktikal yang berkaitan dengan sistem komunikasi kilang moden.
Seiring dengan perkembangan automasi industri, sokongan protokol yang fleksibel dan sambungan peringkat medan yang lebih baik akan terus menjadi pertimbangan penting bagi pengeluar peralatan, penyepadu sistem dan jurutera kawalan industri.
