工业机器人应用程序的高速同步是必不可少的

说到工业通信应用物理层设备，我们不得不提到ADI的Chronous工业以太网物理层(PHY)组合。工业以太网PHY作为物理层收发器，将根据OSI网络模式收发以太网帧。ADIN1300是ADI在工业机器人通信应用中首次推出的PHY。

为了实现自动化环境中复杂的任务，工业机器人应用程序的高速同步是必不可少的。工业通信芯片是实现机器人应用程序高速同步不可或缺的重要组成部分。一个性能优异的工业通信芯片可以给整个机器人系统带来极低的延迟，这也是确保人机合作足够顺畅、足够安全的必要条件。这个应用程序设备应该具备什么性能？

物理层设备应用于工业通信

说到工业通信应用物理层设备，B3J-6100我们不得不提到ADI的Chronous工业以太网物理层(PHY)组合。工业以太网PHY作为物理层收发器，将根据OSI网络模式收发以太网帧。在工业PHY的应用中，我们需要考虑性能、稳定性和功耗。Chronous系列在延迟和功耗方面属于行业第一梯队，充分提高了确定性应用中的数据传输和信号完整性。

ADIN1300是ADI在工业机器人通信应用中首次推出的PHY。ADIN1300在1000BASE-TRGMII延迟发射小于68ns，接收小于226ns；100BASE-TXMII延迟发射小于52ns，接收小于248ns。低功耗体现在1000BASE-T的330mW和100BASE-TX的140mW。

ADIN1300采用紧凑型6mm×6mm的40引脚架构芯片级（LFCSP）包装。为了实现系统级设计的最大灵活性，可以通过单独的VDDIO电源配置数据输入/输出管理和MAC接口电源电压。此外，采用独特的MACPHY技术，可重复使用现有的低功耗处理器技术，不支持传统的以太网接口，并通过SPI连接，优化系统功率预算，实现工业网络中信号同步，支持TSN的发展。

TI工业PHY的优点是尺寸小，抗扰性高，提供综合保护。这里还是选择PHY-DP83826作为工业机器人应用。

DP83826可提供低确定性延迟和低功耗，并支持10BASE-Te和100BASE-TX以太网协议，可满足实时工业以太网系统的严格要求。确定性TX延迟为40ns，RX延迟为170ns。

该设备包括CLKOUT，可实现快速连接的硬件自提、快速链路丢弃的检测模式和系统上其他模块的时钟同步。

这个小系统的参数确实令人放心。该系统添加了一个集成电路，用于增强EMC，快速链路丢弃小于10μs。为了降低功耗（小于160mw），提供了可编程的节能模式-主动睡眠、深断电和WoL局域网唤醒。

工业通信REM交换机

嵌入式实时以太网交换机器件系列除了工业通信应用物理层设备外，也是不可忽视的主力军。REM交换功能实现灵活的系统划分，选择适合应用需求的处理器，并可自由使用任何供应商协议堆栈。

以ADIREM交换芯片Fido5100为例。它是一种广泛应用于工业机器人通信应用中的设备。可编程IEE802.310mbps/100mbps以太网互联网协议版本6（IPv6）和互联网协议版本4（IPv4）交换机，可虚拟支持任何2层或3层协议。这种以太网交换芯片需要提供足够的端口和灵活的带宽（10mbps、100mbps和1gbps）来匹配复杂的工业场景。当然，我们应该尽量实现低功耗。

必须保证接口的传输速率。Fido5100给出每28ns32位，同时支持低至12.5μs的EtherCAT周期时间和低至31.25μs的ProFinet周期时间。数据采用PriorityChanel队列在交换机之间来回传输，确保实时数据传输可以无延迟中断非实时数据传输。这样，机器人应用程序就可以快速同步。

小结

不仅对于工业机器人，而且对于整个工业场景的运动控制，以太网、现场总线和其他技术总是相互竞争，以获得工业自动化和控制系统中最苛刻的工作负荷处理权。以太网显示了不同网络集成的可能性，基于以太网的通信芯片将在工业机器人通信中发挥重要作用。