TIDEP-0075

PROFINET IRT から PROFIBUS マスタへの産業用通信ゲートウェイのリファレンス・デザイン

TIDEP-0075

設計ファイル

概要

PROFINET は、高速、確定的な通信、エンタープライズ・コネクティビティという特長があるので、オートメーション分野で有力な産業用インターネット・プロトコルの地位を確立しつつあります。ただし、世界で最も人気のあるフィールドバスである PROFIBUS は、既存の投資の保護という観点で、今後も重視され、活用される見込みです。プロセス・プラントのハイブリッドな特性を認識しながら、Sitara™ AM57x プロセッサの PRU-ICSS (プログラマブル・リアルタイム・ユニット産業用通信サブシステム) をベースとして、既存のフィールドバス・テクノロジーをリアルタイム・イーサネット・ネットワークに移行するうえで、このリファレンス・デザインは重要な役割を果たします。このデザインは、AM572x で PROFIBUS マスターと PROFINET IRT デバイスを動作させるほか、ARM Cortex-A15 コアで複数のプロトコル・スタックを同時に実行し、さらに 2 個の PRU-ICSS のそれぞれで全体的な PROFINET スイッチと PROFIBUS フレーム・ハンドラを実行する方法を提示します。この移行方式は一般的に、他のフィールドバスや産業用プロトコルにも適しています。

特長
  • PROFIBUS:サイクリック PROFIBUS-DP (DPV0)、および非周期的サービスを実施するための DP (DPV1) の拡張により、9.6Kbaud (kbps) ~ 12Mbaud の転送速度をサポート
  • PROFINET IRT:250μs という最小のサイクル時間で、Conformance class A、B、C それぞれの機能に対応
  • PROFIBUS マスターと PROFINET IRT デバイスを同時にサポート
  • PROFIBUS マスターと PROFINET IRT の間で、簡素化したプロトコル変換
  • Processor-SDK-RTOS を基盤として組み込まれている、Sitara プロセッサ対応の PRU-ICSS-INDUSTRIAL-SW を活用
  • TMDXIDK5728 ボードを使用してテスト済みであり、技術資料、ソフトウェア、デモ・アプリケーション、ハードウェア設計ファイルが付属

設計ファイルと製品

設計ファイル

すぐに使用できるシステム・ファイルをダウンロードすると、設計プロセスを迅速化できます。

TIDUCU0.PDF (10312 K)

リファレンス・デザインの概要と検証済みの性能テスト・データ

TIDRLH4.ZIP (1453 K)

設計レイアウトとコンポーネントを示した詳細な回路図

TIDRLH5.ZIP (31 K)

設計に使用したコンポーネント、参照指定子、メーカー名や型番などを記入した詳細なリスト

TIDRLH6.ZIP (606 K)

コンポーネントの配置を明示する詳細な設計レイアウト

TIDRLH7A.PDF (6325 K)

IC コンポーネントの 3D モデルまたは 2D 図面に使用するファイル

TIDRLH7.ZIP (19060 K)

IC コンポーネントの 3D モデルまたは 2D 図面に使用するファイル

TIDCC42A.ZIP (1495 K)

PCB 設計の基板層に関する情報を記載した設計ファイル

TIDCC42.ZIP (10113 K)

PCB 設計の基板層に関する情報を記載した設計ファイル

製品

設計や代替製品候補に TI 製品を含めます。

AND ゲート

SN74LVC1G08シングル、2 入力、1.65V ~ 5.5V AND ゲート

データシート: PDF
Arm ベースのプロセッサ

AM3359Sitara プロセッサ: Arm Cortex-A8、EtherCAT、3D、PRU-ICSS、CAN

データシート: PDF | HTML
Arm ベースのプロセッサ

AM5716Sitara プロセッサ: Arm Cortex-A15 と DSP

データシート: PDF | HTML
Arm ベースのプロセッサ

AM5718Sitara プロセッサ: Arm Cortex-A15 と DSP、マルチメディア

データシート: PDF | HTML
Arm ベースのプロセッサ

AM5726Sitara プロセッサ:デュアル Arm Cortex-A15 とデュアル DSP

データシート: PDF | HTML
Arm ベースのプロセッサ

AM5728Sitara プロセッサ:デュアル Arm Cortex-A15 とデュアル DSP、マルチメディア

データシート: PDF | HTML
DDR メモリ向け電源 IC

TPS51200DDR2、DDR3、DDR3L、DDR4 向けの VTTREF バッファード・リファレンス内蔵の 3A シンク/ソース DDR 終端レギュレータ

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ESD (静電気放電) とサージ保護

TPD1E10B066A 8/20uS サージ、12pF、±5.5V、±30kV ESD 保護ダイオード、0402 パッケージ封止

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ESD (静電気放電) とサージ保護

TPD2EUSB30USB 3.0 向け、5A サージ定格、デュアル 0.7pF、5.5V、±8kV ESD 保護ダイオード

データシート: PDF | HTML
ESD (静電気放電) とサージ保護

TPD4E05U06USB、HDMI および高速シグナル向け、クワッド、0.5pF、5.5V、±12kV ESD 保護ダイオード

データシート: PDF | HTML
ESD (静電気放電) とサージ保護

TPD4S012USB インターフェイス向け、15V 対応 Vbus、クワッド 0.8pF、5.5V、±8kV ESD 保護ダイオード

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ESD (静電気放電) とサージ保護

TPD6E001USB 2.0 向け、1nA 最大リーケージおよび VCC ピン、6 チャネル、1.5pF、5.5V、±8kV ESD 保護ダイオード

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HDMI、DisplayPort、MIPI の各 IC

TPD12S016ポータブル・アプリケーション向け、バリュー・ライン、HDMI コンパニオン・チップ

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NAND ゲート

SN74LVC1G00シングル、1 入力、1.65V ~ 5.5V NAND ゲート

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RS-485 と RS-422 の各トランシーバ

SN65HVD78IEC ESD 対応、50Mbps、3.3V、半二重 RS-485

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USB パワー・スイッチと充電ポート・コントローラ

TPS2051Bアクティブ・ハイ、0.5A 負荷、2.7 ~ 5.5V、70mΩ USB パワー・スイッチ

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USB パワー・スイッチと充電ポート・コントローラ

TPS2065Dアクティブ・ハイ、出力放電機能と逆方向ブロッキング機能搭載、1A 負荷、4.5 ~ 5.5V、96mΩ USB パワー・スイッチ

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イーサネット PHY

TLK105LTLK105L、TLK106L 産業用温度センサ、シングル・ポート 10/100Mbs イーサネット物理レイヤ

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クロック・ジェネレータ

CDCE9132.5V または 3.3V LVCMOS 出力、プログラマブル、1 個の PLL VCXO クロック・シンセサイザ

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クロック・ジェネレータ

CDCM9102低ノイズ、2 チャネル、100MHz、PCIe クロック・ジェネレータ

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シャント電圧リファレンス

TLVH4311.5%、低電圧、広い動作電流範囲、調整可能な精度、シャント・レギュレータ

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マルチスイッチ検出インターフェイス (MSDI) IC

SN65HVS882産業用オートメーションとプロセス制御向け、34V、8 チャネル・デジタル入力シリアライザ

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マルチチャネル IC (PMIC)

TPS659037ARM Cortex A15 プロセッサ向け、パワー・マネージメント IC (PMIC)

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リニア・レギュレータと低ドロップアウト (LDO) レギュレータ

LP38693-ADJイネーブル搭載、500mA、10V、調整可能な低ドロップアウト電圧レギュレータ

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リニア・レギュレータと低ドロップアウト (LDO) レギュレータ

TPS717イネーブル搭載、150mA、高 PSRR、低静止電流 (IQ)、低ドロップアウト電圧レギュレータ

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リニア・レギュレータと低ドロップアウト (LDO) レギュレータ

TPS766パワー・グッドとイネーブル搭載、250mA、10V、低静止電流 (IQ)、低ドロップアウト電圧レギュレータ

データシート: PDF
反転バッファとドライバ

SN74LVC1G04シングル、1.65V ~ 5.5V インバータ

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固定方向電圧レベル・シフタ

SN74AVC2T244デュアル・ビット、デュアル電源バス・トランシーバ

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方向制御型電圧レベル・シフタ

SN74AVC4T245構成可能なレベル・シフト機能搭載、3 ステート出力、4 ビット、デュアル電源バス・トランシーバ

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昇圧コンバータ (スイッチ内蔵)

TPS61081パワー・ダイオード内蔵、27V、1.2A スイッチ、1.2MHz 昇圧コンバータ

データシート: PDF
昇圧コンバータ (スイッチ内蔵)

TPS61085強制 PWM モード付き 18.5V、2A、650kHz / 1.2MHz 昇圧 DC-DC コンバータ

データシート: PDF
昇降圧、反転、および分割レールの各コンバータ (スイッチ内蔵)

TPS630102A スイッチ搭載、高効率シングル・インダクタ、昇降圧コンバータ

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絶縁型 CAN トランシーバ

ISO1050絶縁型 5V CAN トランシーバ

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車載 LED ドライバ

TPIC2810I2C インターフェイス搭載、8 ビット、LED ドライバ

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電源内蔵の信号アイソレータ

ISO1176Tトランス・ドライバ内蔵、40Mbps、全二重、絶縁型 RS-485/RS-422 トランシーバ

データシート: PDF
非反転バッファとドライバ

SN74LVC1G07オープン・ドレイン出力、シングル、1.65V ~ 5.5V バッファ

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非反転バッファとドライバ

SN74LVC1G1253 ステート出力、シングル 1.65V ~ 5.5V バッファ

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開発を始める

ハードウェア

評価ボード

TMDSICE3359 — AM3359 産業用通信エンジン(ICE)

AM3359 産業用通信エンジン(ICE)は、Sitara AM335x Arm® Cortex®-A8 プロセッサの産業用通信機能にフォーカスしたシステム向けに製作された開発プラットフォームです。

AM335x Arm Cortex-A8 プロセッサは、幅広い産業用オートメーション機器で使用されるリアルタイム通信技術実装のためのプログラマブル・リアルタイム・ユニット(PRU)を内蔵しています。外付け部品点数と基板面積の低減、クラス最高の低消費電力性能を実現します。

TMDSICE3359 は TMDXICE3359 の改訂バージョンであり、量産品の AM3359 シリコンを使用しているほか、以下のような顕著な改善を実現しています。

    • PRU から、または 2 ポート GbE スイッチからのイーサネット・ポートを制御するオプション
    • オンボード OLED ディスプレイ
    • DDR3 メモリ
    • 最大 32Mb の大容量 NOR フラッシュをサポート
      • 産業用通信モジュール
      • センサと入出力(I/O)システムに対応する産業用通信インターフェイス
      • 産業用通信ゲートウェイ
      • 通信機能を統合した産業用ドライブ
      • モーター・フィードバック・システム

ターゲット・アプリケーション

    ICE ハードウェアと付属のソフトウェアは、幅広い産業用システムの産業用通信インターフェイスを統合できるように設計されています。そのいくつかを以下に示します。
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技術資料

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* 設計ガイド Concurrent Master & Slave Protocols on AM571x IDK Design Guide 2017年 3月 24日

サポートとトレーニング

TI E2E™ Forums (英語) では、TI のエンジニアからの技術サポートが活用できます

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