工业自动化(Industrial Automation)开展迅速增温,已成为嵌入式处理器业者的新战场。因为工业自动化牵涉大规模的操控器换新需求,加上须导入高牢靠度、高安全性工业乙太网路(Ethernet),以及多轴、高精准度马达操控计划,才干完成机械自动化作业情境;因而,体系开发商对处理器功用整合度、尺度和通讯协议援助才能的要求已进步好几个层次,招引现场可编程闸阵列(FPGA)、处理器和微操控器(MCU)业者竞相开发新一代工控体系单晶片(SoC),卡位新商机。
Maxim Integrated工业使用商场专家Suhel Dhanani以为,对工业自动化体系来说,效能、尺度和安全性的考量缺一不可。
Maxim Integrated工业使用商场专家Suhel Dhanani表明,第四次工业革命,或称工业4.0(Industrial 4.0),意图系透过涣散式区域操控、环境感测与网路连接功用,制作一个彻底自动化且灵敏的生产线,让以人工为主的传统工厂变身为高效率办理和机械作业的才智工厂。此一趋势将驱动不同类型的工控体系研制需求,包含微型可编程逻辑操控器(PLC)、马达操控,以及援助各种先进感测介面、工业乙太网路通讯协议的输入/输出(I/O)设备。
此外,根据工厂环境与商业考量,工业4.0的开展亦须奠根据嵌入式硬体安全(Embedded Hardware-based Security)计划,以保证PLC、I/O模组或现场感测器等终端装置从任何地方登入网路时,具有完善的材料维护机制,防止骇客歹意进犯而形成工厂严重营运丢失。
Dhanani着重,因为工业自动化设备须满意上述规划要求,因而内建处理器须改搭功用整合度更高的SoC,然后增强即时操控、联网、感测、材料频宽和安全防护才能,一起下降运转功耗与晶片占位空间;也因而,近期嵌入式处理器供货商皆活跃扩展工业级SoC产品阵型,以撮合体系业者。
以Maxim为例,其透过整合类比混合信号前端(Analog Mixed-signal Front-end),以及内建安全规范的数位处理器,打造工控设备SoC,不仅能增进数位I/O通道援助才能,亦能进步周边零组件整合度,从而减缩体系体积、功耗和物料清单(BOM)本钱,将有助工厂扩展布置涣散式微型PLC,加快完成工业自动化愿景。
与此一起,FPGA、处理器和MCU业者亦瞄准机器视觉(Machine Vision)、马达操控和工业乙太网路三大使用,赶紧布局工业自动化商场,使工业嵌入式处理器技能烽火快速延伸。
为满意工厂自动化设备对即时且高精准度操控、多元通讯协议援助和很多材料同步的开发需求,Altera和赛灵思(Xilinx)两家FPGA商,已连续祭出整合多中心中央处理器(CPU)、数位信号处理器(DSP)和微操控器等运算中心的SoC FPGA。至于MCU厂商则使用安谋世界(ARM)Cortex-M3/M4系列中心,扩展援助浮点运算(Floating-point)、多元传输介面及感测器连接功用的32位元MCU阵型,足见高整合规划已成为晶片商进军工业自动化商场的重要途径。