Введение: новый подход к интеграции средств промышленной связи
По мере того как системы промышленной автоматизации становятся всё более подключёнными, совместимость средств связи между контроллерами, полевыми устройствами и производственным оборудованием приобретает всё большее значение. На современных заводах часто используется оборудование разных производителей, поэтому поддержку различных протоколов промышленного Ethernet важно учитывать при проектировании системы.
5 ноября 2026 года компания Texas Instruments (TI) представила два новых продукта для промышленной связи: модуль связи с поддержкой нескольких протоколов TICS100MOD (System-on-Module, SoM) и двухканальный мастер IO-Link TIOM2212.
TICS100MOD поддерживает EtherCAT, EtherNet/IP и PROFINET на общей аппаратной платформе, а TIOM2212 обеспечивает подключение датчиков и исполнительных механизмов IO-Link к промышленным сетям более высокого уровня.
В совокупности эти продукты расширяют портфель TI в области промышленной связи и помогают решить распространённую инженерную задачу: снизить сложность аппаратной части, сохранив гибкость при работе с различными архитектурами промышленных сетей.
TICS100MOD: поддержка трёх протоколов промышленного Ethernet на одной платформе
TICS100MOD — компактный предварительно сертифицированный модуль связи с поддержкой нескольких протоколов, разработанный для работы с тремя распространёнными стандартами промышленного Ethernet:
- EtherCAT
- EtherNet/IP
- PROFINET
По описанию TI, это самый компактный в отрасли полностью функциональный системный модуль связи с поддержкой нескольких протоколов. В его основе лежат микроконтроллер (MCU) AM2612 и приёмопередатчик физического уровня Ethernet (PHY) DP83826AI.
Модуль объединяет два процессорных ядра Arm Cortex-R5F и внешнюю память, обеспечивая вычислительные ресурсы, необходимые для работы полнофункциональных стеков промышленных протоколов связи.
Одно из главных преимуществ — возможность переключаться между поддерживаемыми протоколами с помощью обновлений прошивки при запуске. Это позволяет производителям оборудования сохранять единую аппаратную конструкцию и при этом адаптировать функции связи к требованиям конкретных заказчиков или регионов.
Например, производитель оборудования, поставляющий его на несколько заводов, может столкнуться с различными предпочтениями в отношении сетевых технологий. Вместо разработки отдельной аппаратной части связи для каждого протокола производитель может использовать единую платформу и настраивать нужный протокол с помощью прошивки.
Этот подход позволяет сократить трудозатраты на разработку аппаратной части, упростить обслуживание изделий и уменьшить количество аппаратных вариантов, которыми необходимо управлять.
Важно понимать, что переключение протоколов на уровне прошивки не обязательно означает, что все три протокола работают одновременно. Перед проектированием полной архитектуры связи инженерам следует уточнить поддерживаемые режимы работы и конфигурацию ПО.
TIOM2212: расширение промышленной связи с датчиками и исполнительными механизмами
TIOM2212 - это двухканальный мастер IO-Link, предназначенный для подключения устройств полевого уровня к промышленным системам связи более высокого уровня.
IO-Link - это стандартизированная технология связи «точка-точка» между датчиками или исполнительными механизмами и мастером IO-Link. Она передает больше информации, чем обычные коммутационные сигналы, обеспечивая двунаправленную связь, идентификацию устройств, настройку параметров, передачу технологических данных и диагностической информации.
TIOM2212 обладает рядом особенностей, предназначенных для разработчиков промышленного оборудования:
- Двухканальная архитектура мастера IO-Link.
- Расширенная интеграция аналоговых компонентов.
- Встроенные функции защиты устройства.
- Поддержка быстрого обмена данными с подключенными полевыми устройствами.
- Совместимость с промышленными сетевыми системами на кристалле TI Sitara.
- Совместимость с микроконтроллерами реального времени AM13Ex благодаря интегрированному процессору кадров.
Благодаря интеграции функций мастера IO-Link в более широкую экосистему промышленных процессоров TI это устройство упрощает подключение полевых приборов к системам управления производством.
Для инженеров по автоматизации это особенно актуально при разработке распределенных интерфейсов датчиков, интеллектуальных систем ввода-вывода и промышленного оборудования, для которого требуется централизованный доступ к информации от полевых устройств.
Снижение сложности оборудования на подключенном производстве
На современном производстве могут использоваться ПЛК, промышленные роботы, сервоприводы, модули удаленного ввода-вывода, системы технического зрения и интеллектуальные датчики. Эти устройства не всегда используют один и тот же протокол связи.
Поэтому поддержка нескольких стандартов промышленного Ethernet может увеличить затраты на оборудование, объем работ по разработке ПО и нагрузку на тестирование системы.
Многопротокольная стратегия TI решает эту проблему благодаря сочетанию программируемого оборудования и сертифицированных стеков программных протоколов.
К основным инженерным преимуществам относятся:
Гибкость протоколов
Конфигурация на основе встроенного ПО позволяет производителям адаптировать поддерживаемые протоколы связи без переработки аппаратной платформы.
Детерминированная связь
Процессоры реального времени и подсистемы связи TI разработаны для поддержки предсказуемого обмена данными и промышленных сетевых приложений, чувствительных ко времени.
Настройка ПО
Доступ к уровню управления доступом к среде передачи (MAC) дает разработчикам больше гибкости при реализации специализированных функций связи.
Упрощение разработки
TI предоставляет оценочные модули, комплекты для разработки ПО (SDK), сертифицированные стеки протоколов, примеры приложений, учебные материалы и ресурсы для устранения неполадок.
Эти ресурсы позволяют снизить объем работ по интеграции промышленных сетей и помогают инженерным командам перейти от первоначальной оценки к внедрению продукта.
PRU-ICSS: обеспечение связи в реальном времени в промышленных системах
Еще одна важная часть стратегии TI в области промышленной связи - программируемый блок реального времени и подсистема промышленной связи (PRU-ICSS).
Эта проприетарная аппаратная подсистема встроена в отдельные микроконтроллеры и системы на кристалле TI. Она предназначена для обработки детерминированных промышленных коммуникационных задач с низкой задержкой.
В традиционных архитектурах процессоров обработка данных связи может конкурировать с операциями на уровне приложений за ресурсы ЦП. Это может стать проблемой, если промышленные сети требуют предсказуемого времени отклика и синхронизированного обмена данными.
PRU-ICSS решает эту задачу, поручая чувствительные ко времени функции связи выделенным ресурсам обработки в реальном времени. Тогда универсальный процессор Arm может сосредоточиться на логике приложения, управлении системой и других функциях контроля.
Эта архитектура актуальна для приложений, в которых временные параметры обмена данными напрямую влияют на координацию машин, распределённое управление и обмен данными технологических процессов в реальном времени.
С инженерной точки зрения разделение обработки данных связи и общих задач приложения — практичный способ распределить нагрузку на процессор по мере усложнения промышленных систем.
Расширение экосистемы продуктов TI для IO-Link
С выпуском TIOM2212 TI расширяет охват аппаратных решений для разных уровней экосистемы IO-Link.
Более широкий портфель компании включает:
- Приёмопередатчики IO-Link.
- Коммутаторы цифровых выходов.
- Устройства IO-Link master со встроенными процессорами кадров.
Этот ассортимент позволяет инженерам закупать несколько аппаратных компонентов IO-Link у одного производителя полупроводниковых компонентов.
Более интегрированная экосистема компонентов может упростить выбор аппаратных средств, проектирование интерфейсов, получение технической поддержки и долгосрочное обслуживание продуктов.
Однако выбор компонентов у одного поставщика не избавляет от необходимости проверки системы в целом. Инженерам по-прежнему нужно проверять электрическую совместимость, требования к каналам, характеристики защиты, временные параметры обмена данными и поддержку программного обеспечения.
Ресурсы для разработки и доступность продуктов
TI предоставляет ресурсы для разработки, которые помогут оценить и внедрить технологии промышленной связи компании.
| Ресурс | Применение |
|---|---|
| SDK для промышленной связи | Разработка программного обеспечения для промышленной связи |
| Оценочный модуль TIOL221 | Оценка технологии IO-Link |
| Сертифицированные стеки протоколов | Реализация протоколов промышленного Ethernet |
| Примеры применения | Референсные проекты и рекомендации по разработке |
Согласно объявлению TI, график появления продуктов в продаже следующий:
| Продукт | Наличие |
|---|---|
| TIOM2212 | Предсерийные партии доступны для заказа на TI.com |
| TICS100MOD | Ожидается в продаже к концу 2026 года |
TI также продемонстрирует портфель решений для промышленной связи на выставке electronica 2026, которая пройдёт 10–13 ноября в Мюнхене, Германия.
TI представит TICS100MOD на своём стенде в зале C4, место 159, где пройдут демонстрации интеграции промышленных сетей Ethernet с поддержкой нескольких протоколов.
Инженерный взгляд: почему эти продукты важны
На мой взгляд, важнейшее новшество заключается не просто в появлении ещё одного модуля промышленного Ethernet или мастера IO-Link. Речь идёт о стремлении снизить сложность разработки, связанную с поддержкой нескольких технологий связи.
Для производителей машин и оборудования для автоматизации поддержание разных аппаратных решений для разных сетевых стандартов может привести к излишним сложностям при разработке и управлении запасами. Настраиваемая аппаратная платформа позволяет стандартизировать архитектуру изделия, сохраняя гибкость связи.
Сочетание TICS100MOD и TIOM2212 также отражает более широкую тенденцию в промышленной автоматизации: интеграция систем связи распространяется всё ближе к уровню полевых устройств.
IO-Link позволяет получать более подробную информацию от датчиков и исполнительных устройств, а промышленный Ethernet обеспечивает инфраструктуру связи, необходимую для обмена данными между машинами и системами управления.
При правильной интеграции этих технологий производители могут создавать более прозрачные архитектуры автоматизации, получая улучшенный доступ к диагностическим данным устройств и информации об их конфигурации.
Тем не менее перед внедрением этих продуктов инженерам следует уделить особое внимание трём факторам:
- Требования к протоколам: проверяйте версии протоколов, статус сертификации, поддерживаемые режимы работы и совместимость прошивки.
- Работа в реальном времени: оценивайте длительность циклов обмена данными, синхронизацию сети и задержки в реальных условиях эксплуатации.
- Долгосрочная поддержка: учитывайте процедуры обновления прошивки, поддержку программного обеспечения на протяжении его жизненного цикла, доступность компонентов и совместимость с существующими платформами управления.
В конечном счёте именно эти факторы определят, обеспечит ли многопротокольная платформа ощутимые преимущества в конкретном промышленном приложении.
Заключение: создание более гибких архитектур промышленной связи
Представление Texas Instruments модулей TICS100MOD и TIOM2212 знаменует дальнейшее расширение портфеля технологий промышленной связи компании.
TICS100MOD поддерживает EtherCAT, EtherNet/IP и PROFINET по нескольким протоколам на общей аппаратной платформе. TIOM2212 обеспечивает подключение датчиков и исполнительных устройств IO-Link, помогая разработчикам интегрировать устройства полевого уровня в промышленные сети верхнего уровня.
Объединяя программируемое оборудование, возможности обработки данных в реальном времени и программные средства разработки, TI решает ряд практических задач, связанных с современными системами связи на производстве.
По мере развития промышленной автоматизации поддержка гибких протоколов и улучшение связи на уровне устройств остаются важными факторами для производителей оборудования, системных интеграторов и инженеров по промышленным системам управления.
