महत्वपूर्ण समय संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए एकल जोड़ी ईथरनेट नेटवर्क के कार्यान्वयन को सरल बनाएं

औद्योगिक स्वचालन और ऑटोमोटिव प्रणालियों में समय संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए उच्च गति वास्तविक समय ईथरनेट संचार तेजी से महत्वपूर्ण हो रहा है।पारंपरिक मल्टी-पियर ईथरनेट अक्सर अपने अनिश्चित प्रदर्शन के कारण ऐसे अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं को पूरा करने में कम हो जाता है, भारी केबल हार्नेस, और उच्च बिजली की खपत।

एक अधिक प्रभावी समाधान एकल जोड़ी ईथरनेट (एसपीई) मानक पर निर्भर करता है, जो एक सरलीकृत भौतिक परत (पीएचवाई) प्रदान कर सकता है,लेकिन लंबी केबल ट्रांसमिशन दूरी और कार्यात्मक सुरक्षा तत्परता के संदर्भ में प्रदर्शन चुनौतियां पैदा कर सकती है, साथ ही प्रभावी डिजाइन संसाधन प्राप्त करने से संबंधित कार्यान्वयन चुनौतियां।इंजीनियरों को एक व्यापक समाधान की आवश्यकता होती है जो कार्यान्वयन की गति को तेज करते हुए वास्तविक समय एसपीई नेटवर्क की सख्त प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा कर सके.

इस लेख में महत्वपूर्ण, समय संवेदनशील अनुप्रयोगों के डिजाइनरों द्वारा सामना की जाने वाली नेटवर्किंग आवश्यकताओं और संबंधित मुद्दों की रूपरेखा दी गई है, विशेष रूप से औद्योगिक और ऑटोमोटिव क्षेत्रों में।माइक्रोचिप टेक्नोलॉजी का एसपीई समाधान पेश किया गया, जिसमें ईथरनेट PHY ट्रांससीवर, मूल्यांकन बोर्ड और संबंधित डिजाइन संसाधन शामिल हैं,जो डिजाइनरों को मानक अनुरूप एसपीई नेटवर्क प्रणालियों को लागू करने में आने वाली नई चुनौतियों का सामना करने में मदद कर सकता है.

वास्तविक समय ईथरनेट की आवश्यकता को कैसे प्रमुख अनुप्रयोग आवश्यकताएं प्रेरित करती हैं
रियल टाइम ईथरनेट कई महत्वपूर्ण औद्योगिक और ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभा रहा है।सेंसरों के बीच उच्च परिशुद्धता समन्वय, नियंत्रकों और actuators को निर्धारक संचार नेटवर्क का समर्थन करने के लिए IEEE 1588 प्रेसिजन टाइम प्रोटोकॉल (PTP) जैसे प्रोटोकॉल की आवश्यकता होती है।उन्नत चालक सहायता प्रणालियों (एडीएएस) सहित, सूचना मनोरंजन और दूरस्थ सूचना प्रसंस्करण उपप्रणालियों के लिए, विश्वसनीय वास्तविक समय डेटा विनिमय के लिए वाहन वातावरण में चरम परिस्थितियों का सामना करने की क्षमता की आवश्यकता होती है।

चाहे कारखाने की कार्यशाला में हो या कार में, समय संवेदनशील नेटवर्क को कम और सीमित विलंबता, उच्च गलती सहनशीलता और न्यूनतम घबराहट सुनिश्चित करनी चाहिए।क्रॉस डिवाइस सिंक्रनाइज़ेशन बनाए रखने की क्षमता महत्वपूर्ण है, विशेष रूप से उन वातावरणों में जहां मिलीसेकंड प्रतिक्रिया समय सिस्टम संचालन और सुरक्षा के लिए महत्वपूर्ण है।नेटवर्क समाधानों को विनिर्माण इकाइयों या वाहन चेसिस में नेटवर्क उपप्रणालियों के सीमित स्थान के अनुकूल होना चाहिए.

समय संवेदनशील और स्थान सीमित अनुप्रयोगों के लिए नेटवर्क की आवश्यकताओं को कैसे पूरा करें
IEEE 802.3bw (100BASE-T1) और IEEE 802.3bp (1000BASE-T1) मानकों के अनुसार,एसपीई औद्योगिक और मोटर वाहन अनुप्रयोगों में गीगाबिट ईथरनेट (जीबीई) के लिए उपयुक्त है और पारंपरिक ईथरनेट के लिए एक सरलीकृत भौतिक परत विकल्प बन गया हैएसपीई समय संवेदनशील अनुप्रयोगों के लिए सख्त आवश्यकताओं का समर्थन करता है जबकि केबल जटिलता और सिस्टम लागत को कम करता है।एसपीई आधारित नेटवर्क डिजाइनरों को अभी भी उपयुक्त उपकरणों को एकीकृत करने और उनकी कार्यात्मक सुरक्षा तत्परता सुनिश्चित करने में चुनौतियों का सामना करना पड़ता है.

Microchip Technology's LAN8872 1000BASE-T1 SPE PHY transceiver (Figure 1) and related design resources can help developers address these emerging challenges when implementing standard compliant SPE networks. LAN8872 एक पूर्ण PHY उपप्रणाली को एकीकृत करता है, जिसमें भौतिक कोडिंग सबलेयर (PCS), परिमित राज्य मशीन (FSM), एनालॉग फ्रंट-एंड (AFE), कम ड्रॉपआउट (LDO) नियामक, वोल्टेज निगरानी,ऑन-चिप समापन, और एकीकृत फ़िल्टरिंग।

माइक्रोचिप LAN8872 एकीकृत 1000BASE-T1 PHY ट्रांसीवर की योजनाबद्ध आरेख (बढ़ाने के लिए क्लिक करें)
चित्र 1: LAN8872 एक एकीकृत 1000BASE-T1 PHY ट्रांससीवर प्रदान करता है, जिसमें PCS, LDO नियामक, वोल्टेज निगरानी AFE、FSM、 ऑन-चिप टर्मिनल और एकीकृत फ़िल्टरिंग जैसे पूर्ण कार्य शामिल हैं।(चित्र स्रोत): माइक्रोचिप प्रौद्योगिकी)

LAN8872 में IEEE 1588-2019 और IEEE 802.1AS-2020 सटीक घड़ी सिंक्रनाइज़ेशन प्रोटोकॉल मानकों के लिए अंतर्निहित समर्थन है,और वास्तविक समय ईथरनेट ऑडियो और वीडियो ब्रिजिंग (AVB) और IEEE 802 के साथ पूरी तरह संगत है.1 समय संवेदनशील नेटवर्क (टीएसएन) मानकों. LAN8872 का निर्धारक समय समारोह डेवलपर्स को कई प्रणालियों के बीच तंग सिंक्रनाइज़ेशन बनाए रखने में मदद कर सकता है,और इसका ऊर्जा प्रबंधन कार्य कठोर वातावरण में भी मजबूत कम बिजली कनेक्शन के लिए लोगों की मांग को पूरा कर सकता है.

कम शक्ति वाले एसपीई नेटवर्क डिजाइन को सरल बनाना
LAN8872 माइक्रोचिप की ईथरग्रीन ऊर्जा-बचत तकनीक को अपनाता है, जो डिवाइस को अल्ट्रा-लो-पावर स्लीप मोड में केवल 15 माइक्रोएम्पियर (μ A) की विशिष्ट खपत प्राप्त करने में सक्षम बनाता है।यह उपकरण OPEN गठबंधन तकनीकी समिति 10 (TC10) मानक के दूरस्थ नींद और जागृत तंत्र का समर्थन करता है, और नींद के अनुरोधों को पहचान सकता है और WAKE-IN पल्स वेकअप का जवाब दे सकता है। इसका INH आउटपुट डिवाइस को इलेक्ट्रॉनिक कंट्रोल यूनिट (ईसीयू) बिजली की आपूर्ति को सक्षम या अक्षम करने की अनुमति देता है।LAN8872 माइक्रोचिप की FlexPWR पावर मैनेजमेंट तकनीक से लैस है, जो चर I/O और कोर पावर सप्लाई वोल्टेज के माध्यम से ऊर्जा की बचत करता है।

LAN8872 का उच्च एकीकरण डिजाइन को और सरल बनाता है। इसके व्यापक एकीकरण कार्यों के अलावा,चिप पर टर्मिनल प्रतिरोधकों और एकीकृत ट्रांसमिशन फ़िल्टरिंग क्षमताओं का संयोजन समाधान को आकार में कॉम्पैक्ट और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) में कम बनाता हैसिस्टम स्तर के एकीकरण के लिए, LAN8872 में एक संदर्भ घड़ी आउटपुट और एक मानक सीरियल गीगाबिट मीडिया स्वतंत्र इंटरफ़ेस (SGMII) है,ईथरनेट मीडिया एक्सेस कंट्रोलर (एमएसी) या एमएसी कार्यक्षमता वाले उपकरणों के साथ इंटरफ़ेस को सरल करना, जिसमें सिस्टम ऑन चिप (एसओसी), माइक्रोकंट्रोलर (एमसीयू) और फील्ड प्रोग्राम करने योग्य गेट एरे (एफपीजीए) शामिल हैं (चित्र 2) ।

माइक्रोचिप ATA8520D सिगफॉक्स ट्रांससीवर स्केमेटिक आरेख
चित्र 2: डेवलपर्स को अपने एसपीई नेटवर्क समाधान में LAN8872 PHY ट्रांससीवर को एकीकृत करने के लिए केवल कुछ अतिरिक्त घटकों की आवश्यकता होती है।

LAN8872 IEEE 802 के अनुरूप है।3bp-2016 मानक और महत्वपूर्ण औद्योगिक और ऑटोमोटिव नेटवर्क में समस्या निवारण का समर्थन करते हुए एक एकल जोड़ी तारों के माध्यम से गीगाबिट प्रदर्शन प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया हैयह उपकरण नेटवर्क निदान के लिए उपयोगी है और इसकी विशेषताओं में शॉर्ट सर्किट या ओपन सर्किट केबल दोष का पता लगाना, रिसीवर सिग्नल गुणवत्ता संकेतक (SQI), ओवरहीट सुरक्षा,कम वोल्टेज संरक्षण, पूर्ण स्थिति में बाधित समर्थन, और विभिन्न लूपबैक और परीक्षण मोड।