近日,，據(jù)外媒報(bào)道,，德州儀器（TI）宣布推出新一代面向工業(yè)控制的微處理器Sitara AM6x。TI稱其為“業(yè)界首個(gè)支持多協(xié)議千兆時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）的處理器系列”
“如果你在過(guò)去幾年里關(guān)注TI,，那么你已經(jīng)注意到我們已經(jīng)將我們的業(yè)務(wù)重點(diǎn)大幅轉(zhuǎn)移到工業(yè)和汽車市場(chǎng),，”TI Sitara處理器營(yíng)銷總監(jiān)Adrian Valenzuela在接受EETimes采訪時(shí)表示,，“我們的目標(biāo)是成為工業(yè)領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者,?！?/p>
事實(shí)上，在最近的第三季度財(cái)報(bào)電話會(huì)議上,，TI的投資者關(guān)系負(fù)責(zé)人David Pahl也曾表示,，“我們繼續(xù)將戰(zhàn)略重點(diǎn)放在工業(yè)和汽車市場(chǎng)，我們不斷在工業(yè)和汽車市場(chǎng)注入資金和推動(dòng)計(jì)劃,，以加強(qiáng)我們的地位,，我們相信工業(yè)和汽車將成為增長(zhǎng)最快的半導(dǎo)體市場(chǎng)，這些市場(chǎng)對(duì)于半導(dǎo)體技術(shù)的需求越來(lái)越多,，以滿足多樣性和長(zhǎng)壽命，所有這些都將轉(zhuǎn)化為我們投資組合的高回報(bào),?！?/p>
實(shí)際上，TI推出的全新Sitara AM6x系列產(chǎn)品,，正是TI在工業(yè)市場(chǎng)的關(guān)鍵所在,。
鑒于TI已擁有大量工業(yè)處理器產(chǎn)品組合，AM6x如何與眾不同,？ Valenzuela說(shuō)：“首先,，Sitara AM6x是第一款支持千兆時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的處理器；其次,，我們非常重視可靠性和功能安全性,。“
工業(yè)4.0
Sitara AM6x處理器系列旨在滿足不斷發(fā)展的工業(yè)4.0需求。
然而,，工業(yè)4.0是一個(gè)松散定義的術(shù)語(yǔ),，既過(guò)度使用又模糊不清，“未來(lái)一切都可能被描述為工業(yè)4.0,?！盫alenzuela強(qiáng)調(diào)道：“實(shí)際上工業(yè)4.0中有最基本的兩個(gè)關(guān)鍵要求—即可靠性和低延遲?！?/p>
在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)中,，經(jīng)典的工廠車間“自動(dòng)化程度越來(lái)越高，互聯(lián)程度也越來(lái)越高,，但由于可靠性問(wèn)題,，有線設(shè)備總是比無(wú)線更受歡迎?！盫alenzuela說(shuō),。在這種情況下，工廠管理人員要求連接網(wǎng)絡(luò)優(yōu)于現(xiàn)有的IEEE標(biāo)準(zhǔn),，比如TCP/IP以太網(wǎng)就缺乏必要的可靠性或確定性,。”
Valenzuela說(shuō),，想象一下重達(dá)1,000磅的機(jī)器人手臂,，建造一輛重達(dá)3000磅的車輛?！澳阆Ｍ虑槟軌蚴冀K如一地保持精確度,，同時(shí)具有極低的延遲和確定性?！?/p>
TSN的使用場(chǎng)景
出于這個(gè)原因,，工業(yè)市場(chǎng)中的許多參與者已經(jīng)開(kāi)發(fā)了專有的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議并且在工廠車間實(shí)施它們。此類專有工業(yè)協(xié)議包括EtherCAT,、PROFINET,、HSR/PRP和OPC-UA。
如果TI打算引領(lǐng)工業(yè)市場(chǎng),，它必須準(zhǔn)備好進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的游戲,。
雖然它首次使用基于IEEE標(biāo)準(zhǔn)的TSN協(xié)議來(lái)宣傳Sitara AM6x，但TI補(bǔ)充說(shuō),，同一處理器也支持現(xiàn)有的傳統(tǒng)工業(yè)通信協(xié)議,。Valenzuela告訴我們，處理器配備了“專用硬件加速器”,，可配置為支持多種工業(yè)協(xié)議的加速器,，無(wú)需重新設(shè)計(jì)硬件,。
為什么千兆？
與10/100兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)不同,，TSN是IEEE標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展,，能夠在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)千兆的通信速率。
Valenzuela承認(rèn)工廠管理者可能更喜歡堅(jiān)持自己的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,，而不是立即跳到TSN,。EtherCAT，PROFINET和HSR/PRP等傳統(tǒng)協(xié)議未來(lái)幾十年仍將存在,，并且不會(huì)有任何問(wèn)題,。“Valenzuela指出,，“事實(shí)上,，許多工廠管理者可能不會(huì)改變?！?/p>
然而,，一旦機(jī)器視覺(jué)被應(yīng)用于工廠車間中，管理人員就會(huì)發(fā)現(xiàn)帶寬需求急劇增加,。 “他們將需要千兆帶寬,。”Valenzuela說(shuō),。
工廠車間的機(jī)器人或自動(dòng)引導(dǎo)車輛將視頻流推送到網(wǎng)絡(luò)上的其他節(jié)點(diǎn)而不是云端,，將引發(fā)對(duì)帶寬的迫切需求。
當(dāng)被問(wèn)及TSN標(biāo)準(zhǔn)與專有協(xié)議時(shí),，Valenzuela表示,，除了TSN可以提供的更高速度之外，“基于標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議是面向未來(lái)的,，這是IEEE的標(biāo)準(zhǔn),。它不太可能改變，未來(lái)也將得到更多支持,?！?/p>
他補(bǔ)充說(shuō)：“另一方面，使用傳統(tǒng)的專有協(xié)議,，您需要許可您的技術(shù)，這可能涉及許可費(fèi)用,，以確保工廠網(wǎng)絡(luò)上工業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接的不同系統(tǒng)之間的互操作性,。”
探尋AM6x內(nèi)部
AM6x框架圖
Sitara AM6x系列配備四核或雙核Cortex-A53選項(xiàng),。當(dāng)被問(wèn)及可擴(kuò)展性時(shí),，Valenzuela強(qiáng)調(diào)AM6x以及TI較舊的AM3,4或5都是用相同的軟件，滿足快速升級(jí)要求。
他解釋說(shuō),，我們的目標(biāo)是為客戶提供更多功能,，而無(wú)需對(duì)軟件進(jìn)行大規(guī)模更改。
AM6x正在經(jīng)過(guò)T?V S?D IEC 61508 SIL-3認(rèn)證：“我們的客戶可以達(dá)到硬件SIL-3級(jí)功能安全性,，但是,，在這個(gè)處理器上運(yùn)行的應(yīng)用程序也同樣需要通過(guò)功能安全認(rèn)證?！?/p>
Sitara AM6x的另一個(gè)重要元素是“硬件診斷措施保護(hù)的片上隔離雙Arm Cortex-R5F MCU子系統(tǒng),。”（on-chip, isolated dual Arm Cortex-R5F MCU subsystem protected by hardware diagnostic measures.）雖然TI先前的一些處理器支持“虛擬化”,，但Valenzuela指出,，“這是我們的第一個(gè)專用IP，確?？蛻裟軌?qū)⑵鋺?yīng)用程序認(rèn)證為功能安全,。“
Sitara AM6x支持糾錯(cuò)碼（ECC）內(nèi)存保護(hù),。當(dāng)位翻轉(zhuǎn)發(fā)生時(shí),，ECC將知道并糾正內(nèi)存中的錯(cuò)誤。 TI指出,，ECC和保護(hù)機(jī)制適用于所有片上存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器接口,。
Valenzuela還強(qiáng)調(diào)了增強(qiáng)的片上安全性。 AM6x提供“安全啟動(dòng),，安全存儲(chǔ)（受防火墻保護(hù)的加密內(nèi)存）和安全加速器（加速數(shù)據(jù)處理以執(zhí)行安全功能的硬件加速器）,。”
作為“工業(yè)級(jí)”產(chǎn)品,，工作溫度為-40°C至105°C,。
AM6x產(chǎn)品系列一覽
目前Sitara AM6x系列樣片可以開(kāi)始申請(qǐng)，但量產(chǎn)需要到2019年下半年,。Valenzuela解釋說(shuō),，“開(kāi)發(fā)人員通常需要12個(gè)月來(lái)設(shè)計(jì)工業(yè)應(yīng)用?！?/p>
開(kāi)發(fā)人員現(xiàn)在可以通過(guò)TI商店提供基于Sitara處理器的開(kāi)發(fā)套件,，AM65x工業(yè)開(kāi)發(fā)套件（IDK）和AM65x評(píng)估模塊（EVM）的售價(jià)分別為819美元和898美元。