是谁紧扣工业自动化脉搏？网络传感器！

图2 Sitara ARM AM335x处理器结构图

AM335x解决方案拥有多协议通信能力，无需协议处理专用离散式ASIC或者FPGA.这从本质上让从设备的材料清单成本降低40%.把对许多流行协议（例如：PROFIBUS和EtherCAT）的支持集成到AM335x处理器中，可大大简化AM335x处理器型器件联网的工作量。例如，把AM335x处理器型传感器连接至工厂自动化系统，通常只需对一个典型PHY或者UART界面进行编程，这是大多数工业编程人员都已经非常熟悉的工作。由于无需再进行艰苦的学习，因此缩短了部署时间，降低了成本。

AM335x嵌入式处理器在工业控制系统中成功的关键是其基于可编程实时单元的工业通信子系统（PRU-ICSS），它实现了片上多协议处理，并确保主从设备的必备延迟通信。PRU-ICSS由运行在200MHz下的两个32位RISC处理内核组成。它能够单循环执行，并且其直接I/O界面以5纳秒的速度采样，确保实时通信所需的高吞吐速率。PRU-ICSS还装备有一个完整的内存子系统，其由内核指定共用内存和一个32位中断控制器组成。这些功能以及其逻辑、控制和算法，让PRU-ICSS成为支持所有流行工业自动化协议（包括PROFIBUS/PROFINET、EtherCAT和Ethernet/IP等）实时从通信接口的理想选择。因其可编程特性，PRU-ICSS还可实现定制知识产权（IP）或者定制底层总线。

图3 PRU-ICSS结构图

AM335x处理器是一种通用SoC，可有效实现工业自动化网络中的绝大多数功能。例如，支持2D和3D图形的备选功能，从而特别适合于HMI单元。另外，由于支持高级操作系统（HLOS），例如：Linux？、Windows？嵌入版CE和Android？，因此使用AM335x SoC时，操作员可以轻松地与HMI和其它应用程序互动。许多实时操作系统（RTOS），包括TI的SYS/BIOS？和许多其它第三方RTOS等，为开发人员带来了高效的传感器和马达驱动器解决方案，它们不需要内存密集型HLOS，但需要低延迟的实时性能。

组件的可靠性和寿命是工业自动化系统的另一个关键标准。在大多数情况下，这些系统均在恶劣的环境下使用，这是一个巨大的挑战。由于它们的部署时间和成本，工厂自动化系统的预计有效寿命周期通常都很长。AM335x处理器证明，它是一种非常可靠的SoC.它的工作温度范围很大，可以持续处于上电状态达100000小时以上。TI还保证，AM335x解决方案的产品寿命可达10年以上。

图4 Sitara AM335x可扩展平台

抢占市场先机

TI的工厂自动化解决方案得到众多软件和硬件开发工具的广泛支持，让自动化供应商可以快速地实现其系统设计，拥有市场上最为先进的功能。特别是，AM335x处理器得到了一种简单却强大的开发工具工业通信引擎（ICE）的支持，它给自动化厂商带来了一个高成本效益的平台，用于开发、测试和优化从通信功能。ICE为广大开发人员提供了对一些流行工业自动化协议的快速连接，例如：PROFIBUS/ PROFINET、Ethernet/IP、EtherCAT等。每种协议的信号LED组合有许多，包括Sercos 3的三色LED等。八数字输出连接至板上LED和24V输出驱动器。另外，有8个24V数字输入和温度传感器，可用于简单I/O应用。通过串行外围接口（SPI）通信和脉宽调制（PWM）驱动器排针上的信号，开发人员可以扩展I/O功能。基于串行的CAN和PROFIBUS现场总线（Fieldbus），使用一个隔离式收发器。该模块从外部闪存内存引导，支持串行闪存、并行闪存和MMC.ICE的软件环境包括TI的SYS/BIOS OS、Code Composer Studio？集成开发环境和StarterWare（一种类似于大多数微控制器开发人员都熟悉的开发环境）。应用套件和样品应用结合ICE，让开发人员可在其工业自动化应用方面抢得相当大的先机。利用片上USB模拟器接口，客户可以直接开始其自有应用的开发，无需购买外部JTAG仿真器。

图5 Sitara ICE

竞争激烈的未来

为了满足全球产品制造和材料处理的需求，工业自动化系统会不断提高速度、精确度、可靠性和精密性。越来越多的制造商会转向自动化，来提高其效率，降低成本，以求取得更大的竞争力，获得更多的市场份额。另外，各制造公司都会努力把生产系统与公司业务系统紧密地结合在一起，包括供应链和需求监测系统。因此，通信协议环境变得更加多样化，进而突出了工厂自动化系统以及企业内其它业务系统的多协议支持的重要性。制造商的目标是，成为灵活、机敏和极高效的产品材料生产商。如TI的AM335x SoC等领先技术，以广泛的模拟产品线作为补充，并得到包括ICE平台在内的众多工具的支持，将确保工业自动化厂商拥有他们需要的各种能力，以满足市场发展的要求。